(57)【要約】【課題】レーザ露光装置を構成する光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整簡単な作業で確実に実行することができるようにする。【解決手段】露光ユニット１は、レーザダイオード１０１から発光されたＫＣＭＹ用の各レーザ光を各感光体ドラム３に向けて出射するためのシリンドリカルレンズ２２０を有し、さらにシリンドリカルレンズ２２０の位置調整を行うための調整ねじ２２７と、調整ねじ２２７の回動に従って変位する偏心カム２２６とを有している。そして露光ユニット１の筐体２２４には、調整ねじ２２７に配設した弾性部材２３１に係合するノッチ部２３２が設けられる。画像形成装置は、中間転写ベルト６１上に転写された調整マークを検出手段４１によって検出し、制御手段４２は、その調整マークを解析し、調整ねじ２２７の調整量を算出して、その調整量に相当するノッチ数及び回動方向を表示手段４３に表示させる。【選択図】図１１
2008197503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ出射手段と、該レーザ出射手段から出射したレーザ光の出射位置を調整する出射位置調整手段とを有するレーザ露光装置であって、
前記出射位置調整手段は、レーザ光の出射位置を規定する光学手段と、調整部材を回転することにより前記光学手段を位置変位させる位置変位手段と、前記調整部材の回動角度を所定の調整単位角度ごとに回動可能に規制する規制手段とを備えたことを特徴とするレーザ露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ露光装置において、前記規制手段は、前記調整部材の周囲に等間隔で設けられた複数のノッチと、該ノッチに係合する弾性部材とを備えることを特徴とするレーザ露光装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザ露光装置において、前記出射位置調整手段は、装置背面側を支点に前記光学部材を角度変更する偏心カムと、前記光学部材を前記偏心カムに押圧する第２の弾性部材とを備えることを特徴とするレーザ露光装置。
【請求項４】
請求項２に記載のレーザ露光装置において、該レーザ露光装置は、少なくとも前記光学手段及び前記位置変位手段を収容する筐体を有し、前記ノッチは、前記筐体に形成されていることを特徴とするレーザ露光装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載のレーザ露光装置を備えた画像形成装置において、転写ベルトと、該転写ベルト上に調整マークを形成する調整マーク形成手段と、該調整マーク形成手段により形成した調整マークを検出する検出手段と、表示手段と、装置各部を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、検出した調整マークに基づいて、前記レーザ光により形成される画像の傾斜量を検出し、検出した傾斜量に基づいて前記調整部材の調整単位数及び回動方向を前記表示手段に表示させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、前記表示手段は、前記回動方向を矢印で示す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、前記表示手段は、前記調整単位数及び前記回動方向をそれぞれ長さと形状とで示すアイコンを前記調整部材の数に応じて表示し、かつ各前記アイコンを、実際の前記調整部材の位置関係に一致するように表示することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５に記載の画像形成装置において、該画像形成装置は、該レーザ露光装置によってレーザ光を走査する感光体を備え、前記調整マーク形成手段は、前記レーザ露光装置が走査するレーザ光の副走査方向に前記調整マークを複数の調整マーク群として形成し、前記調整マーク群の副走査方向の全長を前記感光体の周長以上とし、前記制御手段は、検出した前記調整マークに基づく傾斜量の算出処理を複数回行って平均化し、該平均化した傾斜量に基づいて前記調整単位数及び回動方向を得ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ露光装置及び該装置を備えた画像形成装置に関し、より詳細には、デジタル複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に適用されるレーザ露光装置と、該レーザ露光装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置が普及している。このような画像形成装置では、レーザ光を走査する光走査装置としてレーザ露光装置が用いられる。画像形成装置で画像形成する場合は、感光体を帯電装置で帯電した後、レーザ露光装置によって画像情報に応じた書き込みを行って、感光体に静電潜像を形成する。そして現像装置から供給されるトナーによって、感光体上の静電潜像を顕像化する。そして感光体上で顕像化されたトナー像を転写装置によって記録用紙に転写し、さらに定着装置によって記録用紙に定着することで、所望の画像が得られるようになっている。
【０００３】
またデジタル複写機やレーザプリンタなどのカラー画像形成装置では、その高速化に伴って複数の感光体をタンデム配列したタンデム方式の装置が実用化されている。ここでは、例えば４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した走査光学系によってこれら感光体を同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で顕像化する。そしてこれら顕像化されたトナー像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写することにより、カラー画像を得るようにしている。
【０００４】
複数の感光体に同時露光するタンデム方式は、１つの感光体で順次各色毎の画像形成を行う方式に対して、カラーもモノクロも同じ速度で出力できるため、高速プリントに有利である。その反面で、複数の感光体に対応する走査光学系を必要とし、感光体を露光をするための装置が大型化する傾向があり、その小型化が課題となる。また各々の感光体上で顕像化したトナー像を記録紙に重ね転写する際に色ずれが生じないようにすることが課題となる。
【０００５】
レーザ露光装置には、レンズやミラー等の多数の光学要素がそれぞれ最適な位置に配置されている。これらの光学要素は、レーザダイオードによる発光素子から発光した光ビームの光路を導き、またビーム形状を整えて感光体上に精度よく照射するために配置されている。これらの光学要素は、装置の組み立て調整時や、その後の運転を経た後に、位置や角度の調整が必要となる場合がある。
【０００６】
例えば、感光体に光ビームを集束させるレンズの前に配置したミラーが位置ずれを生じた場合には、例えば感光体への光ビームの書き込み位置が適正な位置からずれて、感光体で形成させる画像の質が悪化するという問題が生じる。このようなことは、レーザ露光装置を構成する他の光学要素でも同様である。
【０００７】
このようなレーザ露光装置における光学要素の調整技術に関し、例えば特許文献１には、検出ミラーの角度調整の作業性を向上させることを目的とした光学走査装置が開示されている。
この光学走査装置は、光源部と、その光源部から出射したレーザビームを走査する走査手段と、走査手段により走査されたレーザビームを反射する検出ミラーと、反射したレーザビームを受光部により受光して水平同期信号として検出する検出部とを備え、検出ミラーに角度調整機構を設けて、その調整機構に過調整剰防止機構を設けたことを特徴としている。
【特許文献１】特開平４−３２４４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光学要素の調整は、精度の高い調整を簡便に行うことができるようにすることが好ましい。この場合、光学要素の調整手段は、光学要素の特性に影響を与えることなく、かつ高精度にその角度や位置を調整できる必要がある。従来ではこのような調整作業は正確性を要求され、作業者の熟練が必要であり、簡単な作業で精度の高い調整を確実に実行できるものではなかった。上記の特許文献１においても、検出ミラーの角度調整機構に過調整防止機構を備えているものの、高い精度を必要とする調整作業を誰でも簡単に精度良く実行できるものではなかった。
【０００９】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、レーザ露光装置を構成する光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整簡単な作業で確実に実行することができる調整機構を備えたレーザ露光装置、及び該レーザ露光装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、レーザ光を出射するレーザ出射手段と、レーザ出射手段から出射したレーザ光の出射位置を調整する出射位置調整手段とを有するレーザ露光装置であって、出射位置調整手段は、レーザ光の出射位置を規定する光学手段と、調整部材を回転することにより光学手段を位置変位させる位置変位手段と、調整部材の回動角度を所定の調整単位角度ごとに回動可能に規制する規制手段とを備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、規制手段が、調整部材の周囲に等間隔で設けられた複数のノッチと、ノッチに係合する弾性部材とを備えることを特徴としたものである。
【００１２】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、出射位置調整手段が、装置背面側を支点に光学部材を角度変更する偏心カムと、光学部材を偏心カムに押圧する第２の弾性部材とを備えることを特徴としたものである。
【００１３】
第４の技術手段は、第２の技術手段において、レーザ露光装置が、少なくとも光学手段及び位置変位手段を収容する筐体を有し、ノッチは、筐体に形成されていることを特徴としたものである。
【００１４】
第５の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段を備えた画像形成装置において、転写ベルトと、転写ベルト上に調整マークを形成する調整マーク形成手段と、調整マーク形成手段により形成した調整マークを検出する検出手段と、表示手段と、装置各部を制御する制御手段とを備え、制御手段は、検出した調整マークに基づいて、レーザ光により形成される画像の傾斜量を検出し、検出した傾斜量に基づいて調整部材の調整単位数及び回動方向を表示手段に表示させることを特徴としたものである。
【００１５】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、表示手段が、回動方向を矢印で示す表示を行うことを特徴としたものである。
【００１６】
第７の技術手段は、第５の技術手段において、表示手段が、調整単位数及び回転方向をそれぞれ長さと形状とで示すアイコンを調整部材の数に応じて表示し、かつ各アイコンを、実際の調整部材の位置関係に一致するように表示することを特徴としたものである。
【００１７】
第８の技術手段は、第５の技術手段において、画像形成装置が、レーザ露光装置によってレーザ光を走査する感光体を備え、調整マーク形成手段は、レーザ露光装置が走査するレーザ光の副走査方向に調整マークを複数の調整マーク群として形成し、調整マーク群の副走査方向の全長を感光体の周長以上とし、制御手段は、検出した調整マークに基づく傾斜量の算出処理を複数回行って平均化し、平均化した傾斜量に基づいて調整単位数及び回動方向を得ることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザ露光装置を構成する光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整簡単な作業で確実に実行することができる調整機構を備えたレーザ露光装置、及び該レーザ露光装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
特に本発明によれば、調整者の技量レベルにかかわらず、所定の光学要素を所望の角度に正確に調整することができ、レーザ光の出射位置の調整作業における作業性及び正確性を向上させることができる。
【００１９】
そして本発明によれば、レーザ光によって形成した画像の傾斜量に従って、所定の調整部材の調整量を所定の調整単位角度の単位数及び調整方向により表示することにより、調整を行う作業者は、その表示に従って調整すればよく、更に調整の作業性を向上させることができる。特に調整部材の調整単位数及び回転方向をそれぞれ長さと形状とで示すアイコンを調整部材の数に応じて表示し、かつそのアイコンを実際の調整部材の位置関係に一致するように表示することにより、調整部材を調整する作業者は、表示を確認することで調整方法を視覚的に容易に把握することができ、調整の作業性をより向上させることができる。
また検出した調整マークに基づく傾斜量の算出処理を複数回行って平均化することにより、例えば感光体ドラムの偏心による調整マークの位置ずれがあっても正しい調整量を算出することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明のレーザ露光装置が適用された画像形成装置の構成例を示す図である。画像形成装置は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するものである。そして、図示するように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８、排紙トレイ９等を有して構成されている。
【００２１】
なお、本画像形成装置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である。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
【００２２】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられることもある。
【００２３】
露光ユニット１は、本発明に関わるレーザ露光装置に該当するものであり、図１に示すようにレーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット１を構成する光走査装置の構成は、後述して具体的に説明する。また露光ユニット１は、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。
【００２４】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００２５】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、中間転写ローラ６５、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６６を備えている。上記中間転写ローラ６５は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。中間転写ベルト６１は、本発明の転写ベルトに該当するものである。
【００２６】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、及び中間転写ローラ６５は、中間転写ベルト６１を張架し、矢印Ｍ方向に回転駆動させる。また各中間転写ローラ６５は、中間転写ベルトユニット６の中間転写ベルトテンション機構６３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。
【００２７】
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２８】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６５によって行われる。中間転写ローラ６５には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００２９】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
【００３０】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００３１】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、若しくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６６によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６６には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６４で支持されている。
【００３２】
給紙カセット８は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置の露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置の上部に設けられている排紙トレイ９は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００３３】
また、画像形成装置には、給紙カセット８のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８から排紙トレイ９までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｅ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。
【００３４】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｅは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１は、給紙カセット８の端部近傍に備えられ、給紙カセット８からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００３５】
また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００３６】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２でトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００３７】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。上述のように画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット８が設けられている。給紙カセット８からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１が配置され、シートを１枚ずつ搬送路Ｓに導くようになっている。
【００３８】
給紙カセット８から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ１２ｃを経て排紙トレイ９上に排出される。
【００３９】
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｃでチャックされたときに、搬送ローラ１２ｃが逆回転することによってシートを搬送ローラ１２ｄ，１２ｅに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９に排出される。
【００４０】
次に露光ユニット１の構成を具体的に説明する。露光ユニット１は、上記のように複数の感光体ドラム３を備えた画像形成装置に備えられる。画像形成装置では、露光ユニット１から出射した複数本の光ビームによって各感光体ドラム３を同時に走査露光して各感光体ドラム３に互いに異なる色の画像を形成し、各色の画像を同一の転写媒体上に重ね合わせることによってカラー画像を形成する。
【００４１】
上述のように、画像形成装置には、ブラック（Ｋ）画像形成用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）画像形成用の感光体ドラム、マゼンタ（Ｍ）画像形成用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）画像形成用の感光体ドラムが略等間隔で配置されている。タンデム方式の画像形成装置は、各色の画像を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。なお以下では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙによって、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローをそれぞれ表すものとする。
【００４２】
感光体ドラム３を露光するための露光ユニット１は、それぞれユニット化された１次光学系（入射光学系）ユニットと、２次光学系（出射光学系）ユニットとから構成される。１次光学系ユニットは、ＹＭＣＫの光ビームをそれぞれ出射する４つの半導体レーザと、これらの光ビームを２次光学系のポリゴンミラー２０１（回転多面鏡）に導くミラー及びレンズ等の光学要素とを備えている。また２次光学系は、被走査体である感光体ドラム３上にレーザビームを走査する上記ポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素、及び光ビームを検出するＢＤセンサ等を備えている。また、上記ポリゴンミラー２０１は、各色で共有する構成を採用している。
【００４３】
図２は、図１に示す露光ユニットの構成例を示す図で、露光ユニットの２次光学系ユニットの筐体内部を上面からみた構成図を図２（Ａ）に、露光ユニットを側面からみた筐体内部及び感光体の概略構成を図２（Ｂ）に示すものである。図２において、１００は１次光学系ユニット、２００は２次光学系ユニット、２０１はポリゴンミラー、２０２は第１ｆθレンズ、２０３は第２ｆθレンズ、２０４はＫ用ミラー、２０５はＣ用第１ミラー、２０６はＣ用第２ミラー、２０７はＣ用第３ミラー、２０８はＭ用第１ミラー、２０９はＭ用第２ミラー、２１０はＹ用第１ミラー、２１１はＹ用第２ミラー、２１２はＹ用第３ミラー、２１３は同期ミラー、２１４はＢＤセンサレンズ、２１５はＢＤセンサ、２２０は各色用のシリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂは固定用シャフト、２２２は１次光学系ユニットの設置位置、２２３は筐体、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠である。
【００４４】
ポリゴンミラー２０１は、回転方向に複数（例えば７つ）の反射面を有し、図示しないポリゴンモータによって回転駆動される。ポリゴンモータは、ポリゴンミラー２０１を設置する筐体２２３の裏面側凹部に設置され、さらにその凹部を密閉するための蓋が設けられる。またポリゴンモータには放熱のためのフィンが設けられる。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射して１次光学系のミラーで反射した各色の光ビームは、２次光学系のポリゴンミラー２０１の反射面によって反射し、その後の各光学要素を介して感光体ドラム３を走査する。
【００４５】
上記のように、副走査方向について角度差を有してポリゴンミラー２０１に入射した各レーザビームは、その後も角度差を維持し、第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３よりなる走査光学系を経た後に分離される。
第１ｆθレンズ２０２は、主走査方向にレンズパワーを有している。これにより主走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した平行光の光ビームを、感光体ドラム３表面で所定のビーム径となるように収束させる。また第１ｆθレンズ２０２は、ポリゴンミラー２０１の等角速度運動により主走査方向に等角速度で移動する光ビームを、感光体ドラム３上の走査ライン上で等線速で移動するように変換する機能を有している。
【００４６】
また第２ｆθレンズ２０３は、主に副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した拡散光の光ビームを平行光に変換する。また第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にもレンズパワーを有していて、第１ｆθレンズ２０２の機能を補完してビーム径の制御及びビーム等線速移動を精度よく実行できるようにしている。
【００４７】
上記の第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、樹脂によって作製される。ｆθレンズの所望の特性を得るための非球面形状を形成するために、ｆθレンズには樹脂材料を用いることが好適である。特に第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向と副走査方向の両方にレンズパワーを持っているため、これを実現する複雑な非球面形状を得るためには、樹脂材料を用いて作製することが好ましい。樹脂材料は、透明性、成形性、光弾性率、耐熱性、吸湿性、機械的強度、コスト等の特性を考慮して最適な材料が選択される。
【００４８】
上記ポリゴンミラー２０１で分離され、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した各色用の４本の光ビームのうち、Ｋ用の光ビームは、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を経て、Ｋ用ミラー２０４で反射し、Ｋ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｋ）に入射する。感光体ドラム３上ではその走査領域に描画が行われる。
また分離されたＹ用の光ビームは、Ｙ用第１〜第３ミラー２１０，２１１，２１２で反射して、Ｙ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｙ）に入射する。同様に、分離されたＣ用の光ビームは、Ｃ用第１〜第３ミラー２０５，２０６，２０７で反射して、Ｃ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｃ）に入射する。また分離されたＭ用の光ビームは、Ｍ用第１〜第２ミラー２０８，２０９で反射して、Ｍ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｍ）に入射する。
【００４９】
２次光学系において各色用のシリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向について、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３上で所定のビーム径となるように収束させる。また主走査方向については、上述の第１ｆθレンズ２０２で収束光となった光ビームがそのまま感光体ドラム３上で収束する。シリンドリカルレンズ２２０は、樹脂を用いて形成されている。レーザ露光装置のような走査幅全域をカバーする長尺のシリンドリカルレンズ２２０は、樹脂レンズとすることが好適である。
【００５０】
シリンドリカルレンズ２２０を出射した各色の光ビームは、帯電された感光体ドラム３を画像データに応じて露光する。これにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。そして現像器によって、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像がＹＭＣＫのトナーによりそれぞれ顕像化される。
【００５１】
以下に上述の実施形態における各光学要素間の各色の光ビームの状態を整理して説明する。図３は、上記１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図で、図３（Ａ）は、主走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図で、図３（Ｂ）は、副走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図である。
【００５２】
まず図３（Ａ）に示す主走査方向の光ビームの挙動を説明する。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射した光ビームは、拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。このときの主走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は約３０°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて、そのアパーチャ１０３の開口によって光ビームの径が規制される。アパーチャ１０３の主走査方向の開口径はここでは約７ｍｍである。
【００５３】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、図示しないミラー等の光学系を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、主走査方向にレンズパワーを有しないため、ここでは入射した平行光はそのままの状態で通過する。
シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、図示しない他のミラーを経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。図示するようにポリゴンミラー２０１の反射面は、その回転に伴って主走査方向に角度が変化する。
【００５４】
ポリゴンミラー２０１で反射した平行光の光ビームは、等角速度で主走査方向に移動しながら第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にレンズパワーを有しており、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３表面で収束する収束光に変換する。また等角速度で主走査方向に移動する光ビームを、感光体ドラム３表面の走査ライン上で等線速で移動するよう変換する。
第２ｆθレンズ２０３は、第１ｆθレンズ２０２を補完するもので、第１ｆθレンズ２０２から出射した光ビームを更に補正して、光ビームが目的の挙動を示すようにするものである。
【００５５】
また上記第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くための図示しない他のミラー（各色ごとに１または複数のミラー）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、主走査方向にレンズパワーを有していないため、第２ｆθレンズ２０３を出射した光ビームは、主走査方向には作用を受けずに感光体ドラム３へ向かう。このときに感光体ドラム３上の主走査方向の光ビームのスポット径は、約６０μｍである。
【００５６】
次に図３（Ｂ）に示す副走査方向の光ビームの挙動を説明する。レーザダイオード１０１から出射した光ビームは、主走査方向と同様に拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。ただしこのときの副走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は主走査方向より小さく約１１°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて光ビームの径がその開口により規制される。アパーチャ１０３の開口径はここでは約２ｍｍである。
【００５７】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、図示しないミラー等の光学系を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した平行光はポリゴンミラー２０１の反射面でほぼ収束する収束光に変換される。ここでは、シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、図示しない他のミラーを経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。副走査方向については反射面の高さ方向のほぼ中央に光ビームを収束させる。このときポリゴンミラー２０１の反射面と感光体ドラム３表面との間で共役関係を生成しておくことにより、反射面の面倒れを補正する。
【００５８】
ポリゴンミラー２０１で反射した光ビームは、拡散光となって第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した拡散光の光ビームはそのまま通過する。
第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、拡散光で入射した光ビームを副走査方向に平行光となるように変換する。
【００５９】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くための図示しない他のミラー（各色ごとに１または複数のミラー）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有していて、第２ｆθレンズ２０３を出射した平行光の光ビームは、感光体ドラム３表面でほぼ収束する光に変換される。このときに感光体ドラム３上の光ビームの副走査方向のスポット径は、約６７μｍである。
【００６０】
図４は、副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。ＹＭＣＫの４つの色用の光ビームの光路を考えるとき、上述のように主走査方向にはこれら４つの光ビームが同一の位置を通るが、副走査方向には、レーザダイオード１０１の高さの差の分だけ互いに離れてレーザダイオード１０１から出射する。
【００６１】
図４に示すように、４つのレーザダイオード１０１（ＹＭＣＫ用）から出射してコリメータレンズ１０２を通過した４つの光ビームは、その光軸が互いに平行となって１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。シリンドリカルレンズ１１２では、４つの光ビームのそれぞれを、ポリゴンミラー２０１の反射面上のほぼ中央に収束するように変換する。つまり、副走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して互いに角度差をもって４つの光ビームがほぼ同一位置に収束する。なお主走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して４つのビームが同一方向から同一位置に入射する。
【００６２】
ポリゴンミラー２０１で反射した４つの光ビームは、再び互いに角度差をもって拡散し、第１ｆθレンズ２０２から第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した４つの光ビームはそのまま通過する。第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した４つの光ビームをその光軸が互いに平行となるように変換する。
【００６３】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くための図示しない他のミラー（各色ごとに１または複数のミラー）が設けられているが、これらのミラーは、第２ｆθレンズ２０３を出射した４つの光ビームの光軸のずれを利用して、４つのビームを切り分けてそれぞれ目的の感光体ドラム３上に導いている。また２次光学系の第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０までの光路長は、各色用の４つの光ビームにおいて全て同一となっている。
【００６４】
次に光ビームの感光体ドラム３上での主走査の開始前に、光ビームを検知して書き出しの基準信号を発生させるためのＢＤ（Beam Detect）センサの設置例について説明する。
ポリゴンミラー２０１で反射して感光体ドラム３へ向かう光ビームのうち、感光体ドラム３上での画像形成に使用される光ビーム、すなわち主走査ラインを走査するための光ビームを主走査ビームとする。ここで主走査ビームが走査する際に通過する空間領域を画像領域とし、画像領域以外の領域を非画像領域とする。
【００６５】
光ビームが感光体ドラム３を走査するとき、光ビームは主走査ラインを定期的に走査する。このときに、感光体ドラム３は回転しているので、感光体ドラム３は一定期間ごとに異なる場所を走査されることになる。光ビームが走査される毎に、走査ラインの書き始めの位置は同一である必要がある。この走査ラインの書き始めの位置を検出するために、光走査装置には同期検出装置が設けられている。図２を参照して説明すると、同期検出装置は上記非画像領域の光ビームを同期検出ビームとして検出するためのＢＤセンサ（同期検出センサ）２１５と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを導く案内手段である同期検出ビームの折り返しミラー（同期ミラー）２１３と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを集光するＢＤセンサレンズ２１４を有して構成されている。
【００６６】
上記同期検出ビームは、同期をとるための信号であり、ポリゴンミラー２０１を出射した光ビームが、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した後に、同期ミラー２１３で反射された光ビームである。同期検出ビームは、同期ミラー２１３により折り返され、ＢＤセンサレンズ２１４を介してＢＤセンサ２１５に到達する。このＢＤセンサ２１５は受光量に応じたセンサ信号を出力する。そして、光走査装置の制御部（例えば後述するＬＳＵコントローラ）は、ＢＤセンサ２１５からのセンサ信号に基づいて、画像書き込み開始位置を決定するための同期信号（ＢＤ信号）を生成する。具体的にはＢＤセンサ２１５の受光量が、少なくともそのレーザビームが感光体ドラム３を露光して静電潜像を形成するのに必要な光量以上の場合に、ＢＤ信号が生成される。ＢＤ信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書出し開始位置の同期が取られる。
【００６７】
また同期検出装置は、ＢＤセンサ２１５で光ビームが検出できない場合にエラー信号を出力する。光走査装置が組み込まれた画像形成装置では、装置の運転を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることで、走査方向の書き始めの位置の不具合をユーザに知らせる。
【００６８】
上記の主走査方向の書き出し位置を検出するＢＤセンサ２１５は、Ｋ用光ビームの光路上のみに備えられ、４つの光ビームのうちのＫ用の光ビームのみに対応させ、他の色用の光ビームには、これを参照させることにより、予め決定された画像データの書き出し開始タイミングによって走査を開始させるようにしている。
あるいは上記光ビームの主走査方向の書き出し開始位置を検出するＢＤセンサ２１５に加えて、ＹＭＣＫ用の各色の副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサを設けてもよい。この場合、副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサのうち、Ｋ用のＢＤセンサについては、上記主走査方向の書き始めの位置検出用のＢＤセンサ２１５と併用してもよい。
【００６９】
図５は、上記光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
ＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の画像処理部４０２の画像メモリ等から出力される画像データ信号を入力し、画像形成装置の本体制御部４０１から送られてくる走査開始タイミングに合わせてレーザドライバ回路（ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ）３０２に送り、レーザダイオード（ＬＤ）１０１を点灯制御する。
またＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の主走査方向の仕様に合うようにポリゴンミラーを駆動するポリゴンモータ３０３の基準回転動作を制御する。また主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５が光ビームを受光することにより主走査のタイミングを検出し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。また副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサ２１５の検出信号を入力し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。ＬＳＵコントローラ３０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により構成される。
【００７０】
次に２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構例について説明する。画像形成装置において、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の長手方向と、感光体ドラム３の中心軸とは互いに平行となっている必要がある。本実施形態では、感光体ドラム３に対する２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度を調整可能な機構が設けられている。
【００７１】
図６は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構を説明するための図で、シリンドリカルレンズ２２０とその保持機構の斜視概略図を示すものである。図６において、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠、２２５は奥側支持部、２２６は偏心カム、２２７は調整ねじ、２２８はばね部材、２２９は前面側支持部、２３０は枠に設けられた長穴である。またｒは装置の奥側を示し、ｆは装置の前面側（操作側）を示している。
【００７２】
上記のように、感光体ドラム３はＹＭＣＫの各色用に４本用意されている。そして２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０は、各色用の感光体ドラム３に光ビームを収束するために、それぞれの感光体ドラム３の下方部分に設けられている。各シリンドリカルレンズ２２０は、金属製の枠２２４の内部に保持されている。そして、シリンドリカルレンズ２２０の角度を調整するために、その金属製の枠２２４に奥側支持部２２５と前面側支持部２２９が設けられている。ここでは枠２２４を用いずに直接にシリンドリカルレンズ２２０を各支持部２２５，２２９によって支持してもよいが、枠２２４内にシリンドリカルレンズ２２０を保持させる方が、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからず特性を安定させることができる。
【００７３】
奥側支持部２２５は、画像形成装置の奥側で枠２２４を矢印Ｃ方向に回動可能に支持している。そして前面側支持部２２９においては、枠２２４に形成された長穴２３０によって、前面側支持部２２９の支持軸が長穴２３０の中で変位可能に構成され、これにより、上記奥側支持部２２５の軸周りに、枠２２４が微少に回動できるようになっている。
【００７４】
画像形成装置において、感光体ドラム３は、装置奥側の壁部の軸受け部で位置決めされて取り付けられる。感光体ドラム３の位置ずれは、上記装置奥側を支点として、装置手前側が副走査方向にずれることにより生じる場合が多い。装置奥側の感光体ドラム３の軸受け部は、本来的にその精度が非常に高く、感光体ドラム３を取り付けたときに奥側の軸受け部が副走査方向にずれてしまうことはほとんどない。
【００７５】
従って、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０も、装置奥側に位置する部分に、その軸周りに枠２２４を微少回動させる奥側支持部２２５を設け、感光体ドラム３に生じる位置ずれと同様の動作を行うことにより、感光体ドラム３に対する角度調整を行うことができるようにしている。
【００７６】
図７は、２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。シリンドリカルレンズ２２０の角度調整は、調整ねじ２２７を進退させることによって行うことができる。ここでは、シリンドリカルレンズ２２０を支持する枠２２４の前面側の端部側面が、偏心カム２２６に当接している。偏心カム２２６は、偏心軸２２６ａを軸として回動可能に構成される。
そして調整ねじ２２７を矢印Ｄ方向に調整すると、偏心カム２２６は矢印Ｅ方向に回動し、枠２２４の側面を押圧して矢印Ｊ方向に変位させる。枠２２４は、装置奥側で軸支されているため、上記矢印Ｊ方向への変位によって装置奥側の奥側支持部２２５の軸周りに回動変位する。ここでは、偏心カム２２６を枠２２４に当接させることにより、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからないように構成されている。
【００７７】
シリンドリカルレンズ２２０の枠２２４の前面側端部には、本発明の第２の弾性部材に相当するばね部材２２８が設置され、２次光学系の筐体２２３に対して枠２２４を矢印Ｇ方向に付勢している。調整ねじ２２７を矢印Ｈ方向に調整すると、偏心カム２２６が矢印Ｉ方向に回動し、ばね部材２２８の付勢作用によって枠２２４が矢印Ｇ方向に変位する。
このような構成により、シリンドリカルレンズ２２０の角度を調整ねじ２２７によって調整することができる。調整ねじ２２７は、画像形成装置の前面（ｆ）側に設けられているため、その調整操作が容易である。
【００７８】
そして本実施形態においては、調整ねじ２２７の頭部側の軸部周囲に弾性部材２３１を配設し、調整ねじ２２７の回転に伴って弾性部材２３１も一体的に回転するように構成する。
図８は、調整ねじの軸部の周囲に配設した弾性部材の構成例を説明するための図で、弾性部材を配設した調整ねじの斜視図を図８（Ａ）に、弾性部材を配設した調整ねじの頭部の正面図を図８（Ｂ）に示すものである。
【００７９】
図８に示すように、調整ねじ２２７の軸部の周囲に配設される弾性部材２３１は、複数（ここでは３つ）の部材からなり、それぞれの弾性部材２３１には突部２３１ａが形成される。そしてこれらの突部２３１ａが後述する筐体側のノッチ部に係合するように取り付けられる。そして調整ねじ２２７を調整するときの調整ねじの回動量を、弾性部材２３１が係合するノッチのピッチ数であらわしており、調整者が調整ねじを回転するときにはノッチを１ピッチ回動するごとにクリック感が得られ、調整者が調整ねじを目視することなくクリック感により調整ねじの回動量が確認できるため、誰でも簡単に調整ねじ２２７によるシリンドリカルレンズ２２０の調整を行うことができるようにしている。このノッチのピッチが本発明の調整単位に相当し、調整ピッチ数が本発明の調整単位数に相当する。この弾性部材２３１は、例えば板バネにより作成することができるが、この他ゴムやエラストマー系の樹脂材料、及び他の弾性材料を適宜用いることもできる。
【００８０】
図９は、上記調整ネジの弾性部材が係合するノッチ部を備えたレーザ露光装置の筐体を示す斜視図で、図１０は、筐体に備えられたノッチ部周辺の構成をさらに詳細に示す部分斜視図である。
上述のようにレーザ露光装置の筐体２２３には、ＹＭＣＫ各色用のシリンドリカルレンズ２２０が備えられ、そのシリンドリカルレンズ２２０の角度を上記の調整ねじ２２７で調整できるようになっている。調整ねじ２２７の軸部周囲には突部２３１ａを持った弾性部材２１３が配設されている。弾性部材２３１を配設した調整ねじ２２７は、ＹＭＣＫ各色用のシリンドリカルレンズ２２０ごとに４カ所設けられている。
【００８１】
そして筐体２２３には、上記各色用の調整ねじ２２７の配置位置に対応してノッチ部２３２が備えられている。ノッチ部２３２は、筒形状の壁部の内面に、複数のノッチが周方向に均等なピッチで配設されてなっている。そしてこのノッチ部２３２に対して、調整ねじ２２７に配設されている弾性部材２３１が係合するように取り付けられる。
【００８２】
調整ねじ２２３を操作してシリンドリカルレンズ２２０の位置を調整する場合、作業者は、ノッチ部２２３の前面側から所定の工具を挿入し、調整ねじ２２７を操作して回動させる。調整ねじ２２７を回動操作するときに、ノッチ部２３２に係合する弾性部材２３１は、ノッチの山谷に沿って弾性変形しながら移動する。つまり調整ねじ２２７は、弾性部材２１３とその弾性部材２３１に係合するノッチ部２３２との作用によって、ノッチのピッチ分の回動が可能となっている。１ノッチの移動量は、上述のように本発明の調整単位角度に相当し、ノッチ部２３２と弾性部材２３１が本発明の規制手段を構成する。
【００８３】
ここで本発明に関わる実施形態では、以下に示すような手法により、調整ねじ２２７の調整すべき回動量をノッチ数であらわして回動方向とともに作業者に指示できるようにする。作業者はそのノッチ数と回動方向に従って調整ねじ２２７を回動操作するだけで、シリンドリカルレンズ２２０の位置調整を行うことができる。
【００８４】
図１１は、レーザ露光装置の光学要素の位置調整を行うための装置構成例を説明するための図である。
本発明に係る実施形態では、レーザ露光装置によって中間転写ベルト６１上に所定の調整マークを画像形成し、その調整マークを検出する。そして検出した調整マークを解析し、その解析結果に基づいて感光体ドラム３に対するレーザ光の出射位置を調整できるようにする。
【００８５】
図１１に示すように、画像形成装置は、レーザスキャニングユニット（ＬＵＳ）として構成された露光ユニット（レーザ露光装置）１と、露光ユニット１から出射したレーザ光により露光される感光体ドラム３と、レーザ光による露光により感光体ドラム３上に形成された静電潜像を顕像化する現像器２と、現像器２によって顕像化されたトナー像を転写する中間転写ベルト６１とを備えている。これらは図１の構成に対応するものである。
【００８６】
ここで露光ユニット１の構成は説明のために簡略化しているが、露光ユニット１は、ＫＣＭＹ用のレーザ光を出射するレーザ光出射手段であるレーザダイオード１０１と、発光されたＫＣＭＹ用の各レーザ光を各感光体ドラム３に向けて出射するためのシリンドリカルレンズ２２０と、各シリンドリカルレンズ２２０の位置調整を行うための調整ねじ２２７と、調整ねじ２２７を調整することによって変位する偏心カム２２６とを有している。そして露光ユニット１の筐体２２４には、調整ねじ２２７に配設した弾性部材２３１に係合するノッチ部２３２が設けられている。
シリンドリカルレンズ２２０は本発明の出射位置調整手段により調整される光学手段に該当し、シリンドリカルレンズ２２０、枠２２４、偏心カム２２６、調整ねじ２２７、ばね部材２２８、及びノッチ部２３７により本発明に係る出射位置調整手段が構成される。なお、偏心カム２２６に押圧される本発明の光学部材は、本例では枠２２４に保持されたシリンドリカルレンズ２２０であり、枠２２４を含むものである。
【００８７】
さらに画像形成装置は、中間転写ベルト６１上に転写された調整マークを検出する検出手段４１と、検出手段４１によって検出された調整マークを解析し、調整ねじ２２７の調整量を算出して、その調整量に相当するノッチ数及び調整ねじの回動方向を表示手段４３に表示させる制御手段４２を有している。また制御手段４２は、露光ユニット１を制御している。検出手段４１は、中間転写ベルト６１上の調整マークを検出するレジストセンサである。
【００８８】
上記のような構成による画像形成装置において、露光ユニット１からのレーザ光の出射位置を調整する場合、まず制御手段４２は、露光ユニット１を制御して所定の調整マークを画像形成するように指示を出す。露光ユニット１では、制御手段４２による制御に従ってレーザ光を走査し、感光体ドラム３上に所定の調整マークの潜像を形成させる。そして現像器２によって顕像化された感光体ドラム３上の調整マーク像は、中間転写ベルト６１に転写される。検出手段４１は、中間転写ベルト６１上の調整マーク像を検出し、制御手段４２に転送する。
【００８９】
制御手段４２では、検出手段４１により検出した調整マーク像を解析し、その傾きに従ってＹＭＣＫ用の各光ビームのうち、調整すべき光ビームとその調整量とを算出して表示手段に表示させる。このときの調整量は、調整ねじ２２７の弾性部材２３１が係合するノッチ部２３２のノッチ数と調整ねじ２２７の回動方向とによって表す。以下にこの位置調整処理をさらに具体的に説明していく。
【００９０】
図１２は、中間転写ベルトに形成した調整マーク像の一例を示す図で、図面上側が装置前面側（フロント（ｆ）側）を示し、図面下側が装置奥側（リア（ｒ）側）を示している。本例では、露光ユニット１で露光され現像されて、中間転写ベルト６１に転写された調整マークは、図１２に示すような複数のバーによるパターンが並列した形状による調整マーク群を形成している。一つの色用の調整マークは、感光体ドラム３の周長以上となるように形成される。
【００９１】
ここで、各調整マーク像を３つのアルファベットで示しているが、最初のアルファベットは、ＫＣＭＹのいずれかのための感光体ドラム３で形成された調整マークであることを示し、２番目のアルファベット（ｓ）は、中間転写ベルト６１の進行方向に対して垂直の複数のバーを形成したものであることを示し、また３番目のアルファベットは、リア側（ｒ）かフロント側（ｆ）かを示している。
またここでは説明を簡単にするために、ＫＣＭＹそれぞれの色に対応して設けられるシリンドリカルレンズ２２０，感光体ドラム３、及びこれらにより形成された調整マーク、調整マークのパターンなどを、単にＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙを用いて表現するものとする。
【００９２】
上記のような調整マークをレジストセンサによる検出手段４１により検出し、制御手段４２により解析を行う。ここでは制御手段４２は、中間転写ベルト６１の進行方向に対して垂直なバーについて、ＫＣＭＹの各パターン間の距離を算出して、傾き量ＤＣＬを計算する傾き算出処理を行い、得られた傾き量ＤＣＬに基づいて調整ねじ２２７の調整単位であるノッチ数と調整ねじ２２７の回動方向とを算出して、表示手段４３に表示させる。
【００９３】
これらの処理の概念を以下に説明する。図１３は、ＫＣＭＹの調整マークの各パターン間の距離を算出して、傾き量ＤＣＬを計算する傾き算出処理例を説明するための図である。
傾き量ＤＣＬの算出においては、ＫＣＭＹの調整マークの各パターン間の距離を算出して各色の傾き量ＤＣＬを算出するが、ここではＭとＫとの傾き量を例として説明する。
まずフロント側について、Ｋｓｆの調整マークのバーと、Ｍｓｆの調整マークのバーとの距離ＤＦ（ｎ）を算出する。ここではｎ＝１のとき、Ｋｓｆの一つ目のバーと、Ｍｓｆの一つ目のバーとの距離ＤＦ（１）を算出する。またｎ＝２のとき、Ｋｓｆの２番目のバーと、Ｍｓｆの番目のバーとの距離ＤＦ（２）を算出していく。
この例では、ｎの数（すなわち一つの調整マークを構成するバーの数）は“１７”に設定されているため、ｎ＝１７まで距離ＤＦ（ｎ）を算出することになる。勿論ｎの数は適宜任意に設定することができる。
【００９４】
そして同様にリア側について、Ｋｓｒの調整マークのバーと、Ｍｓｒの調整マークのバーとの距離ＤＲ（ｎ）を算出する。ここでｎ＝１のとき、Ｋｓｒの一つ目のバーとＭｓｒの一つ目のバーとの距離ＤＲ（１）を算出し、ｎ＝２のとき、Ｋｓｒの２番目のバーとＭｓｒの２番目のバーとの距離ＤＲ（２）を算出する。そして同様の計算を他のバーの組み合わせでｎ回繰り返す。
【００９５】
そしてこれらの結果から、それぞれの調整マーク像の傾きＤＣＬ（ｎ）を、ＤＣＬ（ｎ）＝ＤＦ（ｎ）−ＤＲ（ｎ）により算出する。
そして得られた傾き量ＤＣＬ（１）〜ＤＣＬ（１７）を平均化し、傾き量ＤＣＬを算出する。制御手段４２では、得られた傾き量ＤＣＬから、Ｍ用（またはＫ用）の調整ねじ２２７の調整量と回動方向とを算出する。このときに調整ねじ２２７の調整量は、ノッチ部２３２のノッチ数にて表す。調整ねじ２２７の調整量に応じたシリンドリカルレンズ２２０の変位量の情報は、予め各部材の仕様に応じて定められるため、制御手段４２ではこの調整量に応じた変位量の情報に基づいて、シリンドリカルレンズ２２０が最適な位置となるように調整ねじ２２７の調整量と回動方向とを演算にて算出することができる。また検出した調整マークに基づく傾斜量の算出処理を複数回行って平均化することにより、例えば感光体ドラム３の偏心による調整マークの位置ずれがあっても正しい調整量を算出することができるようになる。
【００９６】
上記の例では、ＭとＫとの間の傾き量を算出したが、同様の傾き量算出処理をＹとＫ、ＣとＫとにより実行し、それぞれの傾き量に基づいて、各色に対応する調整ねじ２２７の調整量と回動方向とを算出し、表示する処理を行う。
【００９７】
図１４は、傾き量算出処理に基づいて算出した傾き調整量及び回動方向を表示する表示画面の一例を示す図である。
本例では、ＹＭＣについてそれぞれ“Ｌ１２”、“Ｒ８”、“Ｌ３”の調整量が算出されている。これらは、調整ねじ２２７を回す方向と、調整ねじ２２７の軸部周囲に配設された弾性部材２３１が係合するノッチ部２３２のノッチ数とを示している。
つまり“Ｌ１２”は、調整ねじ２２７を左（Ｌ）方向に、ノッチ数１２だけ調整すべきであることを示している。同様に“Ｒ８”は、調整ねじ２２７を右（Ｒ）方向にノッチ数８だけ調整することを示し、“Ｌ３”は、調整ねじ２２７を左（Ｌ）方向にノッチ数３だけ調整することを示している。
【００９８】
このように、画像形成装置の制御手段４２によって、中間転写ベルト６１に転写させた調整マーク像を自動解析し、その解析結果に基づいて調整ねじ２２７の調整量及び回動方向を表示手段４３に表示させることにより、調整を行う作業者は表示を確認して、その表示に従って調整ねじ２２７を調整するだけで、簡単かつ正確にシリンドリカルレンズ２２０の傾きを最適に調整することができるようになる。
【００９９】
図１５は、傾き量算出処理に基づいて算出した傾き調整量及び調整方向を表示する表示画面の他の例を示す図である。
本例では、上記図１４と同様にＹＭＣについてそれぞれの調整量を表示しているが、ここでは調整ねじ２２７の調整量と回動方向とを数値で表示するとともに、これら調整量と回動方向とを視覚的に理解できるようにしたアイコンを表示している。アイコンには、調整ノッチ数と調整ねじ２２７の回動方向をそれぞれ長さと形状とで示している。ここでは、左右（Ｌ／Ｒ）の回動方向を示す矢印が示され、その矢印の長さによって調整ノッチ数が概略的に理解できるようになっている。またこの例では、ＹＭＣの各アイコンを、調整ねじ２２７の実際の位置関係に一致するように表示している。つまり左側からＣＭＹの順にアイコンを表示することにより、作業者はその表示を確認することで調整方法を視覚的に容易に把握することができ、調整の作業性をより向上させることができる。
【０１００】
図１６は、本発明による画像形成装置による調整マーク像の解析処理を一例を説明するためのフローチャートである。
まず画像形成装置において、レーザ光の露光によって感光体ドラム３上に調整マークのパターンを形成し、その顕像を中間転写ベルト６１に転写して位置検出を行う（ステップＳ１）。
【０１０１】
そしてフロント側のＭｓｆとＫｓｆ、及びリア側のＭｓｒとＭｓｒからＭのＤＣＬ（傾き量）を算出する（ステップＳ２）。次にフロント側のＹｓｆとＫｓｆ、及びリア側のＹｓｒとＫｓｒからＹのＤＣＬ（傾き量）を算出する（ステップＳ３）。そして同様にフロント側のＣｓｆとＫｓｆ、及びリア側のＣｓｒとＫｓｒからＣのＤＣＬ（傾き量）を算出する（ステップＳ４）。これらの処理により、Ｋの調整マークを基準とするＹ、Ｍ、Ｃの調整マークのそれぞれの傾き量が算出される。
【０１０２】
図１７は、傾き量を算出するときの処理例を説明するためのフローチャートである。ここではＭｓｆ／ｒとＫｓｆ／ｒとからＭの傾き量ＤＣＬを算出する処理例を説明するが、Ｙ、Ｃの傾き量についても同様の処理で算出することができる。
まず演算用の変数ｎ＝１に設定する（ステップＳ２１）。そして傾き量を算出する処理を行う（ステップＳ２２）。ここでは上述のように、傾き量ＤＣＬ（ｎ）＝ＤＦ（ｎ）―ＤＲ（ｎ）により算出する。
【０１０３】
そしてｎ＝１７（調整パターンのバーの数）であるかどうかを判別し（ステップＳ２３）、ｎ＝１７でなければ、ｎ＝ｎ＋１として（ステップＳ２５）、ステップＳ２２に戻って傾き量を算出する。
またｎ＝１７であれば、ＤＣＬ（１）〜ＤＣＬ（１７）を平均化して、ＤＣＬを算出する（ステップＳ２４）。
【０１０４】
上記のような処理により、調整マークの傾き量を算出して、調整ねじ２２７の調整量を調整単位数及び回動方向により表示することにより、調整者の技量レベルにかかわらず、所定の光学要素を所望の角度に正確に調整することができ、レーザ光の出射位置の調整作業における作業性及び正確性を向上させることができる。そして検出した調整マークに基づく傾斜量の算出処理を複数回行って平均化することにより、例えば感光体ドラムの偏心による調整マークの位置ずれがあっても正しい調整量を算出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明のレーザ露光装置が適用された画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す露光ユニットの構成例を示す図である。
【図３】１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図である。
【図４】副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。
【図５】光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
【図６】２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構を説明するための図である。
【図７】２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。
【図８】調整ねじの軸部の周囲に配設した弾性部材の構成例を説明するための図である。
【図９】調整ネジの弾性部材が係合するノッチ部を備えたレーザ露光装置の筐体を示す斜視図である。
【図１０】筐体に備えられたノッチ部周辺の構成をさらに詳細に示す部分斜視図である。
【図１１】レーザ露光装置の光学要素の位置調整を行うための装置構成例を説明するための図である。
【図１２】中間転写ベルトに形成した調整マーク像の一例を示す図である。
【図１３】ＫＣＭＹの調整マークの各パターン間の距離を算出して、傾き量ＤＣＬを計算する傾き算出処理例を説明するための図である。
【図１４】傾き量算出処理に基づいて算出した傾き調整量及び調整方向を表示する表示画面の一例を示す図である。
【図１５】傾き量算出処理に基づいて算出した傾き調整量及び調整方向を表示する表示画面の他の例を示す図である。
【図１６】本発明による画像形成装置による調整マーク像の解析処理を一例を説明するためのフローチャートである。
【図１７】傾き量を算出するときの処理例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１…露光ユニット、２…現像器、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、７…定着ユニット、８…給紙カセット、９…排紙トレイ、１０…転写ローラ、１１…ピックアップローラ、１２ａ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…搬送ローラ、１３…レジストローラ、４１…検出手段、４２…制御手段、４３…表示手段、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルト駆動ローラ、６３…中間転写ベルトテンション機構、６４…中間転写ベルト従動ローラ、６５…中間転写ローラ、６６…中間転写ベルトクリーニングユニット、７１…ヒートローラ、７２…加圧ローラ、１０１…レーザダイオード、１０２…コリメータレンズ、１０３…アパーチャ、１１２…シリンドリカルレンズ、２０１…ポリゴンミラー、２０２…第１ｆθレンズ、２０３…第２ｆθレンズ、２０４…Ｋ用ミラー、２０５…Ｃ用第１ミラー、２０６…Ｃ用第２ミラー、２０７…Ｃ用第３ミラー、２０８…Ｍ用第１ミラー、２０９…Ｍ用第２ミラー、２１０…Ｙ用第１ミラー、２１１…Ｙ用第２ミラー、２１２…Ｙ用第３ミラー、２１３…同期ミラー、２１４…ＢＤセンサレンズ、２１５…ＢＤセンサ、２２０…各色用のシリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂ…固定用シャフト、２２２…１次光学系ユニットの設置位置、２２３…筐体、２２４…シリンドリカルレンズを保持する枠、２２３…ノッチ部、２２４…筐体、２２５…奥側支持部、２２５…上記奥側支持部、２２５，２２９…各支持部、２２６…偏心カム、２２６ａ…偏心軸、２２８…ばね部材、２２９…前面側支持部、２３０…長穴、２３１…弾性部材、２３１ａ…突部、２３２…ノッチ部、２３７…ノッチ部、３０１…ＬＳＵコントローラ、３０３…ポリゴンモータ、４０１…本体制御部、４０２…画像処理部。
【図１】
2008197503.tif 000003
【図２】
2008197503.tif 000004
【図３】
2008197503.tif 000005
【図４】
2008197503.tif 000006
【図５】
2008197503.tif 000007
【図６】
2008197503.tif 000008
【図７】
2008197503.tif 000009
【図８】
2008197503.tif 000010
【図９】
2008197503.tif 000011
【図１０】
2008197503.tif 000012
【図１１】
2008197503.tif 000013
【図１２】
2008197503.tif 000014
【図１３】
2008197503.tif 000015
【図１４】
2008197503.tif 000016
【図１５】
2008197503.tif 000017
【図１６】
2008197503.tif 000018
【図１７】
2008197503.tif 000019