(57)【要約】【課題】光書き込みユニットから像担持体の距離のずれまでを考慮して光軸と平行な方向でのスポット位置ずれを補正することができるようにする。【解決手段】まず、検出部をデフォーカス方向に移動させ、２箇所以上でスポットの位置検出を行う。そして、複数箇所の位置検出結果から、スポット位置のずれ量を算出し、結像素子アレイからの出射光軸が垂直となるように、結像素子アレイの調整を行う。また、検出部の移動ではなく、発光素子アレイをデフォーカス方向に移動させても同様に複数距離でのスポット位置のずれを検出可能である。そして、スポットの位置ずれの調整方法は、結像素子アレイを回転させることで行う。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列されてなる発光素子アレイと、複数の結像素子が配列されてなる結像素子アレイとを備えた光書き込みユニットにおける前記発光素子アレイと前記結像素子アレイとの位置を調整するユニット調整方法であって、
前記光書き込みユニットからの出射光の光軸方向における任意の距離でのスポットの位置を検出する検出部を用い、
前記検出部または前記発光素子アレイを該光軸方向に移動させ、前記光書き込みユニットから複数の距離で前記検出部によりスポットの位置を検出するデフォーカス検出工程と、
前記デフォーカス検出工程での検出結果に基づいて、前記結像素子アレイの位置ずれを補正する位置ずれ補正工程を備えたことを特徴とするユニット調整方法。
【請求項２】
前記検出部は、２次元配列の受光素子からなることを特徴とする請求項１記載のユニット調整方法。
【請求項３】
前記位置ずれ補正工程では、前記検出部と前記光書き込みユニット間の距離を、該検出部または該光書き込みユニットを移動させて複数の距離で前記検出部によりスポットの位置を検出することを特徴とする請求項１記載のユニット調整方法。
【請求項４】
前記光書き込みユニットから出射される光束の光路分離手段を用いて、該光路分離手段により分離された光路の数の前記検知部により複数の距離でスポットの位置を検出することを特徴とする請求項１記載のユニット調整方法。
【請求項５】
前記光路分離手段は、ハーフミラーを備えたことを特徴とする請求項４記載のユニット調整方法。
【請求項６】
前記位置ずれ補正工程では、前記結像素子アレイを回転させる回転機構により前記結像素子アレイの位置ずれを補正することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のユニット調整方法。
【請求項７】
前記回転機構は、前記結像素子アレイの少なくとも一方の端部を回転させる回転機構であることを特徴とする請求項６記載のユニット調整方法。
【請求項８】
前記回転機構は、前記結像素子アレイを任意の位置で回転させる回転機構であることを特徴とする請求項６記載のユニット調整方法。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載のユニット調整方法を用いて調整されたことを特徴とする光書き込みユニット。
【請求項１０】
請求項９記載の光書き込みユニットを備え、該光書き込みユニットを用いて画像形成を行うよう構成されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９記載の光書き込みユニットと、像担持体、ないしは、帯電、現像、転写、クリーニングを担うユニットの少なくとも１つのユニットとが一体に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
複数の発光素子を有する発光素子アレイと、複数の結像素子を有する結像素子アレイとを備えた光書き込みユニットにおける前記発光素子アレイと、前記結像素子アレイとの位置を調整するユニット調整方法であって、
前記光書き込みユニットによる出射光の光軸方向における任意の距離でのスポットのサイズ、およびスポットの位置を検出する検出部が設けられ、
前記検出部または前記発光素子アレイを該光軸方向に移動させ、当該光軸方向に複数の位置でスポットサイズおよびスポット位置を前記検出部が検出するデフォーカス検出工程と、
前記デフォーカス検出工程での検出結果に基づいて前記結像素子アレイを調整する位置調整工程とを備えたことを特徴とするユニット調整方法。
【請求項１３】
前記デフォーカス検出工程は、
前記検出部または前記発光素子アレイを前記光軸方向に沿って移動させて複数の距離でのスポット位置を検出する工程と、
該検出によるスポット位置検出結果に基づいて前記検出部および前記発光素子アレイの位置を固定した後、さらに、固定された前記検出部および前記発光素子アレイに対し、前記結像素子アレイを前記光軸に沿って移動させてスポットサイズを検出する工程とを備えたことを特徴とする請求項１２記載のユニット調整方法。
【請求項１４】
前記デフォーカス検出工程は、
前記検出部または前記発光素子アレイを前記光軸方向に沿って移動させて複数の距離でのスポット位置を検出する工程と、
該検出によるスポット位置検出結果に基づいて前記検出部および前記発光素子アレイを任意の距離間隔で固定した後、さらに、固定された前記結像素子アレイに対し、前記検出部および前記発光素子アレイを同時に軸に沿って移動させてスポットサイズを検出する工程とを備えたことを特徴とする請求項１２記載のユニット調整方法。
【請求項１５】
前記デフォーカス検出工程では、前記発光素子アレイからの光路中に配置された光路分離手段によって光路を分離し、固定された少なくとも１つ以上の前記検出部と、前記発光素子アレイとに対して、前記結像素子アレイを前記光軸に沿って移動させることによって、任意の距離でのスポットサイズおよびスポット位置を前記少なくとも１つ以上の検出部により同時に検出することを特徴とする請求項１２記載のユニット調整方法。
【請求項１６】
前記デフォーカス検出工程では、前記発光素子アレイからの光路中に配置された光路分離手段によって光路を分離し、固定された前記結像素子アレイに対して、一定の距離間隔で固定された少なくとも１つ以上の前記検出部と、前記発光素子アレイとを同時に前記光軸に沿って移動させることによって、任意の距離でのスポットサイズ、およびスポット位置を前記少なくとも１つ以上の検出部により同時に検出することを特徴とする請求項１２記載のユニット調整方法。
【請求項１７】
前記光路分離手段は、ハーフミラーを有する分離手段であることを特徴とする請求項１５または１６記載のユニット調整方法。
【請求項１８】
前記位置調整手段は、前記結像素子アレイの少なくともいずれか一端に取り付けられた回転機構を有することを特徴とする請求項１２から１７の何れか１項に記載のユニット調整方法。
【請求項１９】
前記位置調整手段は、前記結像素子アレイにおける結像素子の配列方向に沿った任意の位置に１つ以上取り付けられた回転機構を有することを特徴とする請求項１２から１７の何れか１項に記載のユニット調整方法。
【請求項２０】
請求項１２から１９の何れか１項に記載のユニット調整方法を用いて位置調整されたことを特徴とする光書き込みユニット。
【請求項２１】
請求項２０記載の光書き込みユニットを備え、該光書き込みユニットを用いて画像形成を行うよう構成されたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置のデジタル光書き込み技術を用いた光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジに関し、特にＬＥＤアレイ等に代表される発光素子アレイを用いた光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な画像形成装置の露光部として用いられている光書き込みユニットは、単光源からの光を、光偏向器をもちいて走査させながら像担持体表面に光を照射する走査方式と、像担持体の回転方向と直交する方向に並んだ複数の光源から光を、走査させることなく像担持体表面に照射させるアレイ方式とに、大別できる。
【０００３】
アレイ方式の光書き込みユニットは、光源には、ＬＥＤを複数配列させた発光素子アレイ（ＬＥＤアレイなど）を用いるのが一般である。図１１に示すようにＬＥＤアレイは、１枚の基板上に複数のＬＥＤを持ったＬＥＤＡチップと、各ＬＥＤを任意のエネルギーで駆動させるためのＩＣチップとが、並んでいる。
例えば、６００ｄｐｉのＡ４サイズのＬＥＤアレイを想定した場合、約４２．３μｍの間隔で１２８個ＬＥＤが並んでいるＬＥＤＡチップであれば、約４０個配列して作られる。
【０００４】
また、発光素子アレイからの光を像担持体表面にスポットとして照射させるのが、発光素子アレイと像担持体との間に配置された、発光素子アレイと同様に結像素子を配列して構成される結像素子アレイである。
結像素子アレイとしては、図１２に示すような屈折率分布型のロッドレンズを複数配列させたロッドレンズアレイと呼ばれるものがよく用いられている。また、ロッドレンズ間は不透明な樹脂で充填させて、ロッドレンズ間のクロストークを低減している。
【０００５】
アレイ方式は、光偏向器を持たず、騒音、消費電力、ユニット小型化の点で有利ではあるが、ロッドレンズの整列度の悪さにより、像担持体表面でのスポットがばらついてしまい、そのばらつきが画像のむらとして発生することが問題とされている。
【０００６】
この問題を解消する別の結像素子アレイとして、図１３に示したような、レンズ面が１列に配列しているレンズアレイ面を２面、ルーフプリズムが１列に配列しているルーフプリズムアレイ面が１面を有する一体で成形されているルーフプリズムレンズアレイが知られている。ルーフプリズムアレイは、各面は、１つのレンズアレイ面から入射した光をルーフプリズムアレイ面で反射し、もう片方のレンズアレイ面から出射するように構成し、配置している。このルーフプリズムレンズアレイは、一体で成形されていることにより、ロッドレンズアレイに比べて、像担持体表面上で隣接するスポットのばらつきを小さくできる。
【０００７】
このようなアレイ方式の光書き込みユニットにおける発光素子アレイと結像素子アレイとの位置調整方法として、特許２５９０００３号（特許文献１）のように、像担持体の表面を想定した面上に光撮像装置の焦点をあわせ、その仮想面上でスポットが最小になるように発光素子アレイの配列方向に沿って調整していく方法がある。
【０００８】
しかし、上述の方法だけでは、図１４に実線で示すように、スポットの位置が直線状ではなく、波を打ったようにばらついてしまい、そのばらつきが画像にも反映されてしまう。
そこで、その仮想面上でのスポット位置のばらつきを補正する方法として、特開２００１−１１３７５０号公報（特許文献２）のように、２本のアームを持つ調整装置を使って、その仮想面上でスポットの位置が整列するように結像素子アレイの部分毎に調整する方法がある。
【０００９】
また、ルーフプリズムレンズアレイを用いた光書き込みユニットの調整方法として、図１５に示す本出願人による特開２００２−２７３９２９号公報（特許文献３）のもののように、結像素子アレイを通して基準を観察し、そのマークから結像素子アレイの位置調整をする方法がある。
【００１０】
【特許文献１】
特許２５９０００３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３７５０号公報
【特許文献３】
特開２００２−２７３９２９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のルーフプリズムレンズアレイを用いる方法で、ある任意の面上のスポットの位置を調整したとしても、像担持体の表面が、常に調整した仮想面と一致させることは難しく、また、像担持体が回転しながら画像を形成していることを考慮すると像担持体の回転軸の偏心などの影響により、結像素子アレイから、像担持体までの距離が場所ごとに異なってくることは想定できる。
【００１２】
また、上述した従来のルーフプリズムレンズアレイを用いる方法は、ある任意の面上でスポットが直線に並ぶように結像素子アレイを部分ごとに変形させながら矯正していく方法であるため、結像素子アレイからある一定の距離で一直線に補正できたとしても、それ以外の距離では、スポットの位置は直線に並ばなくなってしまうため、像担持体の偏心で、場所ごとに結像素子アレイからの距離が異なると、結果として画像上の線がゆがんでしまう。
【００１３】
一例を示すと、図１６のように、発光素子アレイから出射した光がルーフプリズムレンズアレイに入射し、略直角に折り曲げられて像担持体の表面に照射される。
図１６中の一点鎖線はこの光書き込みユニットの光軸を示す。結像素子アレイから像担持体の表面までの距離が図１６のように偏心などで変わるとする。このとき、結像素子アレイの出射面からの光軸が像担持体に対して垂直であれば問題ないが、図１６の例のように曲がっていたとすると、それによりスポット位置が異なってしまうのである。
【００１４】
また、従来から知られている方法を使って仮想面上だけでスポット位置を調整する方法では、たとえ仮想面の位置では、スポットを整列させることができたとしても、光書き込みユニットから真直ぐ光束が出射される様に調整してはいない。
そのため、像担持体が回転している間に像担持体の表面までの距離が変わると、像担持体表面上でスポットの位置のばらつきを生じ、出力される画像の質を低下させる。
【００１５】
また、上述した特許文献３のものは、光書き込みユニットから像担持体までの距離のずれまでを考慮したスポットの位置ずれを補正するものではない。
【００１６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、光書き込みユニットから像担持体の距離のずれまでを考慮して光軸と平行な方向でのスポット位置ずれを補正することができる光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００１７】
また、他に目的とすることは、任意の仮想面上でのスポットの大きさを調整することができる光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することである。
【００１８】
さらに、他に目的とすることは、像担持体表面の位置変動が起きたとしてもスポットの位置のばらつきを生じない光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項１記載の発明は、複数の発光素子が配列されてなる発光素子アレイと、複数の結像素子が配列されてなる結像素子アレイとを備えた光書き込みユニットにおける発光素子アレイと結像素子アレイとの位置を調整するユニット調整方法であって、光書き込みユニットからの出射光の光軸方向における任意の距離でのスポットの位置を検出する検出部を用い、検出部または発光素子アレイを該光軸方向に移動させ、光書き込みユニットから複数の距離で検出部によりスポットの位置を検出するデフォーカス検出工程と、デフォーカス検出工程での検出結果に基づいて、結像素子アレイの位置ずれを補正する位置ずれ補正工程を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、上記した検出部が、２次元配列の受光素子からなることを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、上記した位置ずれ補正工程では、検出部と光書き込みユニット間の距離を、該検出部または該光書き込みユニットを移動させて複数の距離で検出部によりスポットの位置を検出することを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、上記した光書き込みユニットから出射される光束の光路分離手段を用いて、該光路分離手段により分離された光路の数の検知部により複数の距離でスポットの位置を検出することを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明は、上記した光路分離手段が、ハーフミラーを備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の発明は、上記した位置ずれ補正工程では、結像素子アレイを回転させる回転機構により結像素子アレイの位置ずれを補正することを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明は、上記した回転機構が、結像素子アレイの少なくとも一方の端部を回転させる回転機構であることを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明は、上記した回転機構が、結像素子アレイを任意の位置で回転させる回転機構であることを特徴とする。
【００２７】
請求項９記載の発明による光書き込みユニットは、請求項１から８の何れか１項に記載のユニット調整方法を用いて調整されたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０記載の発明による画像形成装置は、請求項９記載の光書き込みユニットを備え、該光書き込みユニットを用いて画像形成を行うよう構成されたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１１記載の発明によるプロセスカートリッジは、請求項９記載の光書き込みユニットと、像担持体、ないしは、帯電、現像、転写、クリーニングを担うユニットの少なくとも１つのユニットとが一体に構成されたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、複数の発光素子を有する発光素子アレイと、複数の結像素子を有する結像素子アレイとを備えた光書き込みユニットにおける発光素子アレイと、結像素子アレイとの位置を調整するユニット調整方法であって、光書き込みユニットによる出射光の光軸方向における任意の距離でのスポットのサイズ、およびスポットの位置を検出する検出部が設けられ、検出部または発光素子アレイを該光軸方向に移動させ、当該光軸方向に複数の位置でスポットサイズおよびスポット位置を検出部が検出するデフォーカス検出工程と、デフォーカス検出工程での検出結果に基づいて結像素子アレイを調整する位置調整工程とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、上記したデフォーカス検出工程が、検出部または発光素子アレイを光軸方向に沿って移動させて複数の距離でのスポット位置を検出する工程と、該検出によるスポット位置検出結果に基づいて検出部および発光素子アレイの位置を固定した後、さらに、固定された検出部および発光素子アレイに対し、結像素子アレイを光軸に沿って移動させてスポットサイズを検出する工程とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、上記したデフォーカス検出工程が、検出部または発光素子アレイを光軸方向に沿って移動させて複数の距離でのスポット位置を検出する工程と、該検出によるスポット位置検出結果に基づいて検出部および発光素子アレイを任意の距離間隔で固定した後、さらに、固定された結像素子アレイに対し、検出部および発光素子アレイを同時に軸に沿って移動させてスポットサイズを検出する工程とを備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１５記載の発明は、上記したデフォーカス検出工程では、発光素子アレイからの光路中に配置された光路分離手段によって光路を分離し、固定された少なくとも１つ以上の検出部と、発光素子アレイとに対して、結像素子アレイを光軸に沿って移動させることによって、任意の距離でのスポットサイズおよびスポット位置を少なくとも１つ以上の検出部により同時に検出することを特徴とする。
【００３４】
請求項１６記載の発明は、上記したデフォーカス検出工程では、発光素子アレイからの光路中に配置された光路分離手段によって光路を分離し、固定された結像素子アレイに対して、一定の距離間隔で固定された少なくとも１つ以上の検出部と、発光素子アレイとを同時に光軸に沿って移動させることによって、任意の距離でのスポットサイズ、およびスポット位置を少なくとも１つ以上の検出部により同時に検出することを特徴とする。
【００３５】
請求項１７記載の発明は、上記した光路分離手段が、ハーフミラーを有する分離手段であることを特徴とする。
【００３６】
請求項１８記載の発明は、上記した位置調整手段が、結像素子アレイの少なくともいずれか一端に取り付けられた回転機構を有することを特徴とする。
【００３７】
請求項１９記載の発明は、上記した位置調整手段が、結像素子アレイにおける結像素子の配列方向に沿った任意の位置に１つ以上取り付けられた回転機構を有することを特徴とする。
【００３８】
請求項２０記載の発明による光書き込みユニットは、請求項１２から１９の何れか１項に記載のユニット調整方法を用いて位置調整されたことを特徴とする。
【００３９】
請求項２１記載の発明による画像形成装置は、請求項２０記載の光書き込みユニットを備え、該光書き込みユニットを用いて画像形成を行うよう構成されたことを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る光書き込みユニット、ユニット調整方法、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の実施形態としての画像形成装置は、デジタル電子写真技術を用いて画像形成を行う好適なものを例示している。
まず、各実施形態としての画像形成装置に共通する構成について説明する。
【００４１】
本発明の各実施形態としての画像形成装置における画像を形成する部分は、図１に示すように、感光体と呼ばれる像担持体の回りに帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーナ部、除電部を配置する構成をしている。
図１に示す夫々の部分について、概略の説明を示す。
【００４２】
まず、像担持体は一般に暗所において絶縁性を示し、光を照射されることにより導電性を示す物質で構成されている。基本的に、像担持体は、光の照射によって電荷を発生する層、電荷発生層と、その発生した電荷を像担持体表面まで輸送する働きをする層、電荷輸送層に大別される。
この像担持体は、任意の方向に一定の速度で回転している。図１中では右回りの回転をしている。そして、像担持体周りにある帯電部で発生した電荷を像担持体表面に帯電させる。上記に示したように、光が照射されるまで像担持体は一定の電荷を保持している。
【００４３】
露光部から、電荷を保持した像担持体の表面に向かって、画像のデータに応じた光束を照射することにより、光が照射された像担持体の部分は、電荷発生層で発生した像担持体表面の電荷と符号が逆の電荷が発生し、その電荷が像担持体表面に送られ、像担持体表面の電荷と結合する。これにより、像担持体表面に画像データに応じて電荷の存在する部分としない部分ができる。これを『静電潜像』と呼んでいる。
【００４４】
現像部では、この静電潜像の画像となる部分にトナーを付着させる為に、現像部の電位と、トナーが付着する部分の電位と間に差を発生させ、その電位差を利用して帯電しているトナーを像担持体表面に飛ばす。この像担持体表面に付着したトナーにより形成された像を『トナー像』と呼んでいる。
【００４５】
転写部は、このトナー像を記録紙表面に転写する部分である。記録紙は、図示していない給紙ボックスより、搬送ローラによって運ばれ、転写部まで輸送されると、上記のトナーを飛ばしたときと同様に、像担持体表面の電位と、記録紙の電位差を利用して記録紙上にトナー像を転写させる。
【００４６】
トナー像を転写された記録紙は、紙搬送路に従って定着部まで運ばれ、熱、圧力等を利用してトナー像が記録紙上に固着し、画像を形成される。
一方、転写部を通過した像担持体は、更に回転し、クリーナ部で記録紙上に転写されなかったトナー像が掃除される。そして、除電部で一旦像担持体表面の電荷を整えた後、再び帯電部によって一定の電荷が与えられる。
画像形成装置は、この工程を繰り返しながら画像を形成している。
【００４７】
本発明に係る光書き込みユニットは発光素子を複数並べた発光素子アレイと、結像素子を複数並んだ結像素子アレイからなる光書き込みユニットであり、上述した画像形成装置の露光部に用いられる。
【００４８】
光書き込みユニットは、上述した図１１に示す構成であり、ＬＥＤを発光素子として並べたＬＥＤアレイを用い、結像素子アレイには屈折率分布型の結像素子を並べたセルフォック（登録商標）レンズアレイ（ＳＬＡ：日本板硝子株式会社の商品名）を用いてよい。
ＬＥＤアレイは、基板上にＬＥＤＡチップとドライバＩＣ等が並んでいる。ＬＥＤＡチップには、複数の発光部があり、例えば、６００ｄｐｉのＬＥＤアレイ用のＬＥＤＡチップであるとすれば、ＬＥＤＡチップ上に発光部は約４２．３μｍ間隔で数百個配列している。Ａ４用のＬＥＤアレイであるとすれば、発光部の数は約５０００個になる。
また、上述した図１２にあるように、屈折率分布型の結像素子を俵積み状にならべ、その両脇を側板で保持しており、結像素子と結像素子の間は不透明な樹脂を充填し硬化している。
【００４９】
次に、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置について説明する。
図２に、本発明の第１の実施形態について示す。
発光素子アレイと、エリアＣＣＤ等の光撮像管を用いた検出部、さらに発光素子アレイと検出部の間に結像素子アレイが配設されている。発光素子アレイ、結像素子アレイ、検出部はそれぞれ、光軸と平行な方向（以降、デフォーカス方向とよぶ）に移動可能となるようにステージや、保持具に取り付けられている。
【００５０】
まず、検出部をデフォーカス方向に移動させ、２箇所以上でスポットの位置検出を行う。そして、複数箇所の位置検出結果から、スポット位置のずれ量を算出し、結像素子アレイからの出射光軸が垂直となるように、結像素子アレイの調整を行う。
【００５１】
また、検出部の移動ではなく、発光素子アレイをデフォーカス方向に移動させても同様に複数距離でのスポット位置のずれを検出可能である。
そして、スポットの位置ずれの調整方法は、結像素子アレイを回転させることで行う。
【００５２】
一例として、図３に示すような、結像素子アレイを保持する部材に、さらに結像素子アレイの両端に保持機構Ａを設け、その保持機構Ａ、その保持機構Ａを保持する保持機構Ｂで保持されており、結像素子アレイが回転できるように、保持機構Ａは略扇形状で、その結像素子アレイを保持する保持機構Ａの一方ないしは、両方に取り付けられたねじによって、そのねじを締める量を調節することで、保持する機構は滑って結像素子アレイを結像素子アレイの回転量を変えることができ、結像素子アレイから像担持体に向かう光軸の傾きを補正することができる。
【００５３】
または、図４に示すように、結像素子アレイの任意の箇所で、ねじ締め量を調節することで、結像素子アレイの回転を部分ごとに調整できるようにすれば、光書き込みユニットの幅全域で、より精度を高く、スポットの位置調整が可能となる。
【００５４】
そして、結像素子アレイの回転量を調節し、デフォーカス方向のスポットの位置ずれを補正した後で、図５のように、発光素子アレイから結像素子アレイまでの距離Ｌ１と、結像素子アレイから検出部までの距離Ｌ２の和を一定として、任意の位置に取り付けられた結像素子アレイに対して、発光素子アレイ、検出部を同時にデフォーカス方向に±ΔＬ移動させ、スポットの位置が最小となる位置を検出する。または、スポットの最小位置の検出が難しい場合には、スポットの大きさが小さくなる距離を跨ぐように、発光素子アレイ、および検出部を同時にデフォーカス方向に移動させて、スポットのサイズがほぼ同等と思われる２箇所を求め、そのちょうど中間をスポットが最小となる位置としてもかまわない。
この方法を用いて調整することで、デフォーカス方向のスポットの位置ずれが補正され、さらに、発光素子アレイから、スポットが最小となる仮想面までの距離が、どの光書き込みユニットでも等しくすることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態では、結像素子アレイとしてルーフプリズムレンズアレイを用いた例を用いたが、この第２の実施形態は、ルーフプリズムレンズアレイに替えて、ロッドレンズアレイとしたものである。
【００５６】
ロッドレンズアレイを用いる場合には、スポットサイズの検出を、発光素子アレイと検出部を同時に移動させる方法を取らなくても、発光素子アレイから検出部までの距離を固定し、その間で、図６に示すようにロッドレンズアレイだけをデフォーカス方向に移動させるだけでも可能である。
【００５７】
上述した第１の実施形態では、結像素子アレイにはデフォーカス方向に移動させる機構を取り付ける必要はなく、装置を簡素化することができるという利点があり、この第２の実施形態では、発光素子アレイと検出部を同時に移動させなくてすむという利点がある。
【００５８】
また、上述した第１または第２の実施形態によれば、デフォーカス方向でのスポット位置ずれを補正することができると共に、任意の仮想面上でのスポットの大きさの調整できる方法を提供することができる。このため、光書き込みユニットを、像担持体の偏心等による結像素子アレイから像担持体表面までの距離の変化に強くするように調整することができる。
また、デフォーカス方向のスポット位置ずれの検出、およびスポット位置ずれの補正が可能であり、かつスポットの大きさを任意の面上で一定にすることができる。
【００５９】
また、デフォーカス方向のスポット位置ずれの検出、およびスポット位置ずれの補正において、検出の機構と、補正の機構を分離させることによる調整装置の構造を簡素化することができる。
また、結像素子アレイの一端に取り付けられた回転機構により、スポット位置のデフォーカス方向でのずれを結像素子全体で補正することができる。
また、結像素子アレイの任意の箇所に複数も受けられた回転機構により、部分ごとのスポット位置のずれを精度よく補正することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態を示す図である。
この図７に示す例では、検出部を２つ有し、検出部の前でハーフミラー等を用いて発光素子アレイからの光路を分離している。ハーフミラーから、各々の検出部までの距離を異なるように固定しておく。
【００６１】
したがって、デフォーカス方向に移動させなくとも複数の距離でスポット位置ずれを同時に検出することが可能となり、さらに、最小のスポットサイズ位置の検出は、第１の実施形態、または第２の実施形態のように、検出部（ここでは、ハーフミラーから複数の検出部までを含む）と発光素子アレイとを同時に、または、結像素子アレイを、デフォーカス方向に移動させながら、２つの検出部でのスポットサイズがほぼ等しくなる位置の検出結果から、その中間を導けばよい。
【００６２】
また、ハーフミラーとミラー、または、図８のように光学ブロックに半透過型の蒸着膜と、全反射膜を塗布し検出部が１つでも、複数の距離でのスポット位置、およびサイズを検出することを可能にすることができる。
【００６３】
上述した第３の実施形態によれば、上述した第１または第２の実施形態により得られる効果に加えて、複数のデフォーカスでのスポット位置ずれを同時検出することができ、調整時間を短縮することができる。
また、複数のデフォーカスでのスポット位置ずれを同時検出時において、検出の機構と、補正の機構を分離させることにより装置を簡素化できる。
また、ハーフミラーを用いることにより容易に複数のデフォーカスでのスポット位置ずれを同時検出が可能となる。
【００６４】
なお、上述した第１から第３の実施形態では、発光素子アレイはＬＥＤアレイとして説明してきたが、ＥＬ素子アレイや、液晶シャッタを等ピッチで配置したシャッタアレイを発光素子アレイとしてもよい。
【００６５】
また、これらの方法により調整された光書き込みユニットは、像担持体表面までの距離のずれに夜スポット位置ずれに強いことから、この光書き込みユニットを図１に示す画像形成装置の露光部にもちいることで、線の揺らぎの少ない良質な画像を得ることが可能となる。
このため、デフォーカス方向でのスポットの位置ずれが小さい光書き込みユニットを提供することができ、画像形成装置への取り付けを容易にすることができる。
【００６６】
また、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックといった各色ごとに別の画像形成部を有するタンデム型とよばれるカラー画像形成装置においても、本発明の方法により調整された光書き込みユニットを用いれば、それぞれのユニットについて線の揺らぎが小さくなるように高精度に調整されているので、色ずれ等の問題にも強く、高画質が得られる画像形成装置とすることができる。
このため、線の揺らぎ等、むらの少ない画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態では、結像素子アレイがルーフプリズムレンズアレイを用いていることとして説明する。
ルーフプリズムレンズアレイを用いた光書き込みユニットの理想的な光路は、図９のようになる。
【００６８】
しかし、先にも述べたように、仮想面上でのみスポットの位置を調整した場合、上述した図１６のように結像素子アレイからの出射光の光軸（図中の実線）が傾いていると、像担持体の軸の偏心等により、光書き込みユニットから像担持体表面までの距離が場所ごとに変わってくると、結局はスポット位置のばらつきを生じてしまうのである。
そこで、担持体表面までの距離の変化に強いスポットの位置調整方法（ユニット調整方法）が必要となってくる。
【００６９】
この第４の実施形態では、上述した図２に示すように、仮想面を１つではなく、結像素子アレイからの出射光軸にそって光撮像装置を移動させ、複数の仮想面（図２の例では２つの仮想面）を想定し、各々の場所でスポットの位置を検出する。
そして、それぞれの場所でのスポットの位置から、ルーフプリズムレンズアレイにおける結像素子の配列方向と直交する方向（以降、配列直交方向）のスポットの位置ずれを算出し、２つのスポットの位置が等しくなるように、結像素子アレイの位置を補正する。
光撮像装置には、２次元の素子配列を有するＣＣＤなどを用いることで２つの仮想面上のスポットの位置ずれを正確に検出することができる。
【００７０】
このような配列直交方向の位置ずれを補正するには、結像素子アレイを回転させる機構が必要である。
例えば、上述した図２の例の場合であれば、結像素子アレイを図２中の矢印の方向に回転すれば、結像素子アレイから出射される光束の光軸を、図２中に１点鎖線で示した理想的な光軸と平行にすることができる。
【００７１】
上述のような結像素子アレイを回転させる方法として、上述した図３に示すように結像素子アレイの保持具の端部に回転させることができる回転機構を有する部材を取り付け、調整ねじ等を使うことで結像素子アレイの傾きの角度を調整することが可能になる。
【００７２】
したがって、結像素子アレイの結像素子の配列方向における任意の箇所において、光書き込みユニットからの出射光の光軸に沿った複数箇所の仮想面上でスポットの位置ずれを検出し結像素子アレイに取りつけた回転機構により光書き込みユニットからの出射光の光軸を像担持体表面に直角にすることが可能となり、光書き込みユニットから像担持体までの距離の変化に対するスポットの位置変動に強い光書き込みユニットを提供することができる。
【００７３】
ただし、調整ねじを用いるだけでは光軸の方向を任意の方向に向けることしかできないので、像担持体表面でスポット光を最小にするための調整や、像担持体表面上でのスポット位置の傾きを調整する機構が必要となる。それらを調整機構としては、従来から知られているような、結像素子アレイの両端部に上下方向、ないしは左右方向に移動させる機構を設けてやれば良く、本発明では、その機構に回転機構を付加することで、光書き込みユニットから像担持体までの距離の変化に対するスポットの位置変動に強くすることができる位置調整方法を提供するものである。
【００７４】
また、以上に、結像素子アレイ全体の傾きを補正する方法を説明したが、上述した図４に示すように結像素子アレイの保持具の中間位置に複数の調整ねじを設け、それぞれの位置で、複数の仮想面上のスポット位置のずれを算出し調整することで、結像素子アレイの部分的な調整も可能である。
こうした結像素子アレイの位置の補正方法では、いずれの場合も結像素子アレイ自体に補正機構を有しているが、結像素子アレイの位置調整器に補正機構を設けて、位置調整器を使って補正した後に接着固定する方法であってもかまわない。
【００７５】
さらに、以上の説明では、発光部が一列に並んでいる発光素子アレイを想定して説明したが、発光部が複数列をなすような発光素子アレイであっても、それら複数のスポット位置の中心を、複数の仮想面上で一致させることで同様に調整することができる。
また、結像素子アレイとしては、ルーフプリズムレンズアレイで本発明の説明したが、本発明は結像素子アレイを限定するものではない。
【００７６】
上述した第４の実施形態によれば、光書き込みユニットから出射される光束を、光軸方向に沿って複数の距離でスポットの位置を検出し、それらスポットの位置ずれからスポットの位置ずれを補正することができる。このため、複数の距離の仮想面上でのスポット位置を検出し、その位置ずれを算出し補正することで、像担持体の偏心等による位置変動に強い光書き込みユニットの調整ができる。
【００７７】
また、光書き込みユニットにおける光軸方向のスポットの位置調整ができる。また、光書き込みユニット全体の位置調整ができる。
また、光書き込みユニット結像素子アレイ中の任意の位置でのスポットの位置ずれを補正し、任意の箇所での調整ができる。
【００７８】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
上述した図２に示すものでは、１つの光撮像装置を使い、その位置を移動させることによって光軸方向の複数の仮想面上のスポット位置を検出したが、この第５の実施形態は、上述した図７に示すように、光軸上にハーフミラーを設けて、光軸を２つに分離させ、２つの仮想面上のスポット位置を同時に測定する方法である。本方式を用いることにより、光撮像装置自体を移動させる時間を短縮することができる。
また、上述した図８のように、ハーフミラーの代わりにプリズム等を用いて、１つの光撮像装置で同時に２つの仮想面を測定することも可能である。
【００７９】
この第５の実施形態によれば、複数の距離の仮想面上のスポット位置を同時に検出することができ、位置調整時間を短縮することができる。
【００８０】
本発明の位置調整方法を用いて組みつけられた光書き込みユニットは、結像素子アレイからの出射光のスポットは光軸方向において位置変動が小さくすることができるので、光書き込みユニットから像担持体表面までの距離の変動におけるスポット位置の変動に強い光書き込みユニットである。
【００８１】
また、本方式の光書き込みユニットは、一つの光源からの出射光を偏向器を用いて像担持体上を走査させる方式と比較すると、偏向器のような駆動部を持たないことから、静音性に優れ、低騒音の面においてもメリットがある。
この本発明を適用した光書き込みユニットによれば、像担持体の偏心等によって位置変動が生じた場合であっても、像担持体表面のスポットの位置変動は小さくすることができる。
【００８２】
さらに、この光書き込みユニットを図１に示した画像形成装置の露光部に用いることで、得られる画像は、ドットのばらつきや、揺らぎを抑えた高品質な画像となる。
このため、画像上のドットの位置ばらつきが小さい画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【００８３】
また、図１０は、本発明の光書き込みユニットを有するプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概要図である。
この図１０に示すように、像担持体、帯電ユニット、現像ユニット、クリーニングユニット、除電ユニット、と本発明の光書き込みユニットを一体に結合して構成することで、このプロセスカートリッジを、複写機やプリンタ等の画像形成装置から着脱可能とすることができる。
このように、本発明に係る光書き込みユニットは、プロセスカートリッジと一体にしても、上述した光書き込みユニットと同様の効果が得られる。
【００８４】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することが可能である。
例えば、本発明に係る光書き込みユニットを備えて画像形成を行う画像形成装置は、電子写真技術を用いたデジタル複写機、プリンタ、およびファクシミリ等のデジタル出力機器であってもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のユニット調整方法によれば、光書き込みユニットから像担持体の距離のずれまでを考慮して光軸と平行な方向でのスポット位置ずれを補正することができる。
【００８６】
また、本発明の光書き込みユニット、画像形成装置、およびプロセスカートリッジによれば、光書き込みユニットから像担持体の距離のずれまでを考慮して位置を高精度に調整された製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態としての画像形成装置における単色の画像を形成する部分の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１、第４の実施形態の概要と、各仮想面におけるスポット位置とを示す図である。
【図３】本発明の第１、第４の実施形態における結像素子アレイとその保持機構とを示す図であり、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）回転補正側面図、である。
【図４】本発明の第１、第４の実施形態における結像素子アレイと調整ネジによる固定部分とを示す図であり、（ａ）裏面斜視図、（ｂ）側面図、である。
【図５】光書き込みユニットにおける理想的な光路を得るための調整方法を説明するための側面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるスポットサイズの検出方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第３、第５の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図８】本発明の第３、第５の実施形態で、ハーフミラーと全反射膜とを用いた構成を示す図である。
【図９】ルーフプリズムレンズアレイを用いた光書き込みユニットの理想的な光路を示す図である。
【図１０】本発明の光書き込みユニットを有するプロセスカートリッジ廻りを示す図である。
【図１１】一般的なＬＥＤアレイを示す斜視図である。
【図１２】一般的なロッドレンズアレイと呼ばれる結像素子アレイを示す（ａ）斜視図、（ｂ）平面図である。
【図１３】一般的なルーフプリズムレンズアレイと呼ばれる結像素子アレイを示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図１４】従来の結像素子アレイによる位置調整での仮想面上のスポット位置の分布を示す図である。
【図１５】特許文献３による調整方法を示す図である。
【図１６】発光素子アレイから出射した光がルーフプリズムレンズアレイに入射し、折り曲げられて像担持体の表面に照射される状態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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