(57)【要約】    【課題】  安定した光学調整を行うと共に、特に装置本体の使用頻度が高い状態における装置の光学性能の安定化を図ることができる光走査装置の調整方法及びそれで調整された光走査装置を得ること。    【解決手段】  半導体レーザーから発振させる光束を集光する第１の光学系と、光束を偏向走査する光偏向器と、偏向走査された光束を被走査面上に結像する第２の光学系とを有する光走査装置を構成する各部材を調整する際、第１、第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、半導体レーザーの点灯直後の発振波長をλ１、半導体レーザーを光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで発光させて、光束の発振波長が安定した後の波長をλ２とするとき、（５λ１＋λ２）／６＜λ３＜（λ１＋λ２）／２なる条件を満足する波長λ３の波長にて光走査装置を構成する各部材の光学調整がなされているようにしたこと。【選択図】    図１
2010117556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーと、前記半導体レーザーから発振される光束を集光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系とを有する光走査装置を構成する各部材を調整する光走査装置の調整方法において、
前記第１の光学系又は前記第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、
前記半導体レーザーの点灯直後の発振波長をλ１、
前記半導体レーザーを光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで発光させて、前記半導体レーザーから発振される光束の発振波長が安定した後の波長をλ２とするとき、
（５λ１＋λ２）／６＜λ３＜（λ１＋λ２）／２
なる条件を満足する波長λ３の波長にて光走査装置を構成する各部材の光学調整がなされているようにしたことを特徴とする光走査装置の調整方法。
【請求項２】
前記光学調整時には、前記半導体レーザーで発振される発振波長λ１のレーザー光で行い、その後、波長λ１の光束にて調整された光学調整値に対して、
（λ２−λ１）／６＜Δλ＜（λ２−λ１）／２
なる条件を満足する波長差Δλに相当する分、光学調整値をずらすように再度光学調整をすることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項３】
前記第１の光学系は、回折光学素子を有し、前記光学調整では、前記第１の光学系に含まれる光学素子の位置又は前記半導体レーザーの位置を変位させてピント調整す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の調整方法。
【請求項４】
前記第２の光学系は、回折光学素子を有し、前記光学調整では、前記第２の光学系に含まれる光学素子の位置又は前記光走査装置の取り付け位置を変位させて、前記光偏向器の偏向面と前記被走査面の共役関係を調整することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項５】
前記光学調整時には、前記半導体レーザーの発光Ｄｕｔｙを２０％以下としたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項６】
半導体レーザーから発振される光束を第１の光学系により集光し、該集光された光束を光偏向器により偏向走査し、該偏向走査された光束を第２の光学系を介して被走査面上に結像させる光走査装置を構成する各部材を調整する光走査装置の調整方法において、
光学調整時には、前記半導体レーザーの発光Ｄｕｔｙを２０％以下としたことを特徴とする光走査装置の調整方法。
【請求項７】
前記半導体レーザーは樹脂で形成されたホルダーに固定されていることを特徴とする請求項１から６に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項８】
半導体レーザーと、前記半導体レーザーから発振させる光束を集光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系とを有する光走査装置において、
前記第１の光学系又は前記第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、
前記半導体レーザーの点灯直後の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ1、副走査方向の深度中心位置をＸｓ１とし、
前記光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで前記半導体レーザーを発振させ、発振波長が安定した後の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ２、副走査方向の深度中心位置をＸｓ２とし、被走査面位置をＸｔとするとき、
（Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／６
又は、
（Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／６
の少なくとも一方の式を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
前記半導体レーザーは、樹脂で形成されたホルダーに固定されていることを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から７の何れか１項に記載の光走査装置の調整方法で調整された光走査装置又は請求項８又は９に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の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器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
外部機器から入力した信号を画像データに変換するプリンタコントローラを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置の調整方法及びそれで調整された光走査装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）の画像形成装置に搭載される光走査装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザービームプリンタ（LBP）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等には光走査装置が用いられている。この光走査装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束（光ビーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１８は従来の光走査装置の要部概略図である。
【０００４】
同図において光源手段１から出射した単一又は複数の発散光束はコリメータレンズ２により平行光束に変換され、絞り３によって該光束を制限して副走査方向にのみ特定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器５の偏向面（反射面）５ａに線像として結像している。
【０００５】
そして光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束をｆθ特性を有する結像レンズ６を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導光する。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、単一又は複数の光束で感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。尚、図１８において１８は同期検出用のミラー、１９は同期検出用のセンサーである。
【０００６】
また、従来より回折光学素子を用いて温度補償を行う光走査装置及びその調整方法が種々と提案されている(特許文献１〜３参照）。
【０００７】
図１９（Ａ）、（Ｂ）は各々特許文献１で開示されている光走査装置の光路を展開したときの要部断面図であり、同図(Ａ)は主走査断面図、同図（Ｂ）は副走査断面図である。
【０００８】
同図（Ａ）,（Ｂ）においては光源手段１から出射した発散光束をアナモフィックなパワー(屈折力）を有する単一の光学素子２５により、主走査断面内においては平行光束、副走査断面内においては集束光束に変換している。そして変換された光束は、ポリゴンミラーから成る光偏向器の偏向面（反射面）５ａに線像として結像している。この光学素子２５の光束入射側の面２０１は平面上にアナモフィックなパワーを有する回折格子（楕円状の格子）が形成されており、光束出射側の面２０２はアナモフィックなパワーを有する屈折面となっている。
【０００９】
同図(Ａ)における主走査断面図はポリゴンミラーを簡略化し、画像中心を走査している場合の図を描いている。実際には多数の面から構成されたポリゴンミラーが回転することにより、矢印Ｂ方向に光束が走査すると共に、感光ドラム（感光ドラム面）８が同図(Ｂ)に示す矢印Ｃ方向に回転することにより、２次元画像が描かれる。
【００１０】
特許文献２には、ポリゴンミラーで偏向走査された光束を被走査面としての感光ドラム面上に結像させるための結像光学系に長尺の回折光学素子を用い、環境安定性に優れた光走査装置が提案されている。
【００１１】
上記特許文献１、２では、プラスチックレンズの表面に回折格子を形成した光学素子（回折光学素子）を用いて温度変化に伴う収差変化を、該光学素子の屈折部と回折部のパワー変化と、半導体レーザーの波長変動とにより補正している。
【００１２】
特許文献３には、その回折光学素子を用いた光走査装置において、光源手段である半導体レーザーの個体差（製造ばらつき）による波長の差に基づく結像点位置の差を補正する調整手法が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１５４７４８号公報
【特許文献２】特開平１１−２２３７８３
【特許文献３】特開２００１−３２４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来から提案されている回折光学素子を用いた光走査装置及びその調整方法には次に挙げる課題が存在する。
【００１４】
光走査装置の光源手段として一般的に用いられる半導体レーザー（単に「レーザー」とも称す。）は、レーザーを点灯した直後からレーザー素子自体の自己発熱や周囲の環境温度の変化に起因するモードホップと呼ばれる波長変化が見られる。この波長変化の量は、周囲の環境温度が一定の時は、半導体レーザーに供給される電流値や電流を流す時間などに依存する。電流値が大きければ大きいほど波長変化量も大きく、電流値が一定であっても点灯時間とともに波長変化量が大きくなり、ある一定時間経過後、熱的に安定した状態に達した時点で波長変化は止まる。
【００１５】
また、パルス幅変調を行った際の発光波形の立ち上がりを急峻にするために、バイアス電流を与えた制御を行うことも一般的である。このバイアス電流により半導体レーザー素子自身が温まり、バイアス電流を流さない発光制御に比べるとモードホップ（波長変化）の量は大きくなる傾向がある。
【００１６】
光源手段から被走査面である感光ドラム面に至るまでの光学系が、反射光学素子又は屈折光学素子の少なくとも一方から構成されている場合は、上記波長変化によるピントシフトなどの光学性能劣化は問題ないレベルである。しかしながら、特許文献１〜３などに開示されている回折光学素子を用いた光学系では、波長変化に対する光学性能への影響が大きい。
【００１７】
光学材料の分散の強さを示す指標として良く用いられるアッベ数νｄは、屈折光学素子の場合
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義され、一般的な光学材料は２０〜８０の値をとる。
【００１８】
一方、回折光学素子の場合のアッベ数νｄ_diffは以下の式で定義され、
νｄ_diff＝λｄ／（λＦ−λＣ）＝587.56／（486.13−656.27）＝−3.453
とマイナスの符号を持ち、可視域における通常の光学材料に対して１桁も強い分散特性を示す。
【００１９】
また、部分分散比θｇ,Ｆは
θｇ,Ｆ＝（λｇ−λＦ）／（λＦ−λＣ）＝（435.84−486.13）／（486.13−656.27）＝0.2956
となり、通常の光学材料が0.53〜0.63であることから、非常に大きな異常分散特性も合わせ持つことが分かる。
【００２０】
このように、回折光学素子は非常に弱いパワーであったとしても、上記のように強い分散特性を持つため、波長変化に対する性能劣化を考慮した上で使用しなければならない。
【００２１】
上記特許文献３に示した調整方法は、回折光学素子を用いた光走査装置において、光源手段である半導体レーザーの個体差（製造ばらつき）による波長の差に基づく結像点位置の差を補正する調整である。特許文献３は前述した半導体レーザーのモードホップに起因する波長変化による結像点位置のシフトを考慮した調整方法ではない。
【００２２】
よって、従来から、とられていた調整方法を用いた種々の光走査装置においては、特に中間調域における濃度の安定性に課題が存在していた。
【００２３】
また、波長が変化している状態で光学調整を行ってしまうと、調整自体が半導体レーザーの点灯開始からの経過時間に依存するため、安定した光学調整が行えないといった課題も存在していた。
【００２４】
本発明は安定した光学調整を行うと共に、特に装置本体の使用頻度が高い状態における装置の光学性能の安定化を図ることができる光走査装置の調整方法及びそれで調整された光走査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１の発明の光走査装置の調整方法は、
半導体レーザーと、前記半導体レーザーから発振される光束を集光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系とを有する光走査装置を構成する各部材を調整する光走査装置の調整方法において、
前記第１の光学系又は前記第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、
前記半導体レーザーの点灯直後の発振波長をλ１、
前記半導体レーザーを光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで発光させて、前記半導体レーザーから発振される光束の発振波長が安定した後の波長をλ２とするとき、
（５λ１＋λ２）／６＜λ３＜（λ１＋λ２）／２
なる条件を満足する波長λ３の波長にて光走査装置を構成する各部材の光学調整がなされているようにしたことを特徴としている。
【００２６】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記光学調整時には、前記半導体レーザーで発振される発振波長λ１のレーザー光で行い、その後、波長λ１の光束にて調整された光学調整値に対して、
（λ２−λ１）／６＜Δλ＜（λ２−λ１）／２
なる条件を満足する波長差Δλに相当する分、光学調整値をずらすように再度光学調整をすることを特徴としている。
【００２７】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記第１の光学系は、回折光学素子を有し、前記光学調整では、前記第１の光学系に含まれる光学素子の位置又は前記半導体レーザーの位置を変位させてピント調整することを特徴としている。
【００２８】
請求項４の発明は請求項１から３の何れか１項の発明において、
前記第２の光学系は、回折光学素子を有し、前記光学調整では、前記第２の光学系に含まれる光学素子の位置又は前記光走査装置の取り付け位置を変位させて、前記光偏向器の偏向面と前記被走査面の共役関係を調整することを特徴としている。
【００２９】
請求項５の発明は請求項１から４の何れか１項の発明において、
前記光学調整時には、前記半導体レーザーの発光Ｄｕｔｙを２０％以下としたことを特徴としている。
【００３０】
請求項６の発明の光走査装置の調整方法は、
半導体レーザーから発振される光束を第１の光学系により集光し、該集光された光束を光偏向器により偏向走査し、該偏向走査された光束を第２の光学系を介して被走査面上に結像させる光走査装置を構成する各部材を調整する光走査装置の調整方法において、
光学調整時には、前記半導体レーザーの発光Ｄｕｔｙを２０％以下としたことを特徴としている。
【００３１】
請求項７の発明は請求項１から６の何れか１項の発明において、
前記半導体レーザーは樹脂で形成されたホルダーに固定されていることを特徴としている。
【００３２】
請求項８の発明の光走査装置の調整方法は、
半導体レーザーと、前記半導体レーザーから発振させる光束を集光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系とを有する光走査装置において、
前記第１の光学系又は前記第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、
前記半導体レーザーの点灯直後の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ1、副走査方向の深度中心位置をＸｓ１とし、
前記光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで前記半導体レーザーを発振させ、発振波長が安定した後の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ２、副走査方向の深度中心位置をＸｓ２とし、被走査面位置をＸｔとするとき、
（Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／６
又は、
（Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／６
の少なくとも一方の式を満足することを特徴としている。
【００３３】
請求項９の発明は請求項８の発明において、
前記半導体レーザーは、樹脂で形成されたホルダーに固定されていることを特徴としている。
【００３４】
請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項１から７の何れか１項に記載の光走査装置の調整方法で調整された光走査装置又は請求項８又は９に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の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器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００３５】
請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
外部機器から入力した信号を画像データに変換するプリンタコントローラを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば安定した光学調整を行うと共に、特に装置本体の使用頻度が高い状態における装置の光学性能の安定化を図ることができる光走査装置の調整方法及びそれで調整された光走査装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の光走査装置の調整方法は、半導体レーザーと、半導体レーザーから発振される光束を集光する第１の光学系と、第１の光学系からの光束を偏向走査する光偏向器と、光偏向器で偏向走査された光束を被走査面上に結像する第２の光学系の各部材を調整する。
【００３８】
第１の光学系又は第２の光学系のうち、少なくとも一方は回折光学素子を有しており、光学調整時には、狙いの波長λ３の波長にて光走査装置を構成する各部材の光学調整がなされる。
【００３９】
ここで波長λ３は半導体レーザーの点灯直後の波長λ１や発振波長が安定したときの波長λ２を考慮した波長である。
【００４０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４１】
図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００４２】
尚、以下の説明において、結像光学系の光軸または軸上と表現した場合は、被走査面の中心で被走査面に垂直方向の軸のことである。また、レンズの光軸と表現する場合には、レンズの入射面及び出射面の面頂点を結んだ直線のことを言う。
【００４３】
また、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【００４４】
図１において、１Ａは光源手段(光源))であり、例えば半導体レーザーによって成っている。本実施例では、設計波長790ｎｍの赤外半導体レーザーを使用している。３Ａは絞りであり、光束（光量）を制限している。
【００４５】
２Ａは第１の光学系としてのアナモフィックなパワーを有する光学素子であり、光源手段１Ａから出射した光束を主走査断面内においては平行光束、副走査断面内においては集束して光偏向器５の偏向面５ａに線像として結像させている。
【００４６】
本実施例における光学素子２Ａは、光束の入射側の面が平面上にアナモフィックなパワーを有する回折格子（楕円状の格子）、光束の出射側の面がアナモフィックな屈折面で形成されたアナモフィックレンズ（回折光学素子とも称す。）より成っている。
【００４７】
尚、絞り３Ａ及びアナモフィックレンズ２Ａの各要素はそれぞれ入射光学系（集光光学系）ＬＡの一要素を構成している。
【００４８】
また本実施例では、第１の光学系をアナモフィックレンズより構成したが、これに限らず、例えばコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等を用いて構成しても良い。このときはコリメータレンズ又はシリンドリカルレンズの少なくとも１面にアナモフィックなパワーを有する回折格子を設ければよい。
【００４９】
５は偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、外接円半径１７mmの５面構成のものである。また、ポリゴンミラー５はモーター(不図示）により同図に示した矢印Ａ方向に一定速度で回転することで、被走査面８Ａを矢印Ｂ方向(主走査方向）に走査している。
【００５０】
ＳＡは第２の光学系としての結像光学系であり、第１、第２の結像レンズ（ｆθレンズ）６Ａ、７Ａを有している。結像光学系ＳＡは、光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面８Ａ上に結像させている。かつ結像光学系ＳＡは、副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８Ａとの間を共役関係にすることにより偏向面５ａの面倒れ補償を行っている。
【００５１】
通常、ポリゴンミラーなどの複数の偏向面が存在する光偏向器の場合、偏向面毎に副走査方向への偏向面の倒れ角が異なるため、面倒れ補正光学系を採用することが一般的である。
【００５２】
尚、本実施例では結像光学系ＳＡを２枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。
【００５３】
８Ａは被走査面としての感光ドラム面である。
【００５４】
本実施例において、光源手段である半導体レーザ１Ａから出射した発散光束は絞り３Ａによって光量を制限され、アナモフィックレンズ２Ａに入射する。アナモフィックレンズ２Ａに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。
【００５５】
そして光偏向器５の偏向面５ａで偏向走査された光束は結像光学系ＳＡにより感光ドラム面８Ａ上にスポット状に結像され、光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって感光ドラム面８Ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面８Ａ上に単一の走査線又は複数の走査線を同時に形成し、画像記録を行っている。
【００５６】
図２は図1に示した本発明の光走査装置をカラー画像形成装置に用いたとき副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５７】
同図におけるカラー画像形成装置は、偏向手段５を挟み走査ユニットＳＲ，ＳＬを２つ備えている。そして、１つの偏向手段５により４本の光束Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ´ａ、Ｒ´ｂを偏向走査し、対応する感光ドラム面８Ａ（Ｂｋ），８Ｂ（Ｃ），８Ｃ（Ｍ），８Ｄ（Ｙ）を走査している。
【００５８】
ここで走査ユニットＳＲにおいて、偏向手段である光偏向器（５面ポリゴンミラー）５の偏向面５ａで偏向反射した偏向光束Ｒａは、結像レンズ６Ａ、７Ａを通過後、反射ミラーＭ１により折り返され、被走査面である感光ドラム８Ａ（Ｂｋ）に導かれる。また、光偏向器５の偏向面５ａで偏向反射した偏向光束Ｒｂは、結像レンズ６Ａを通過後、反射ミラーＭ２、Ｍ３で折り返され、結像レンズ７Ｂを通過し、反射ミラーＭ４により折り返され、被走査面である感光ドラム８Ｂ（Ｃ）に導かれる。
【００５９】
一方、走査ユニットＳＬにおいて、光偏向器５の偏向面５´ａで偏向反射した偏向光束Ｒ´ａは結像レンズ６´Ａ、７´Ａを通過後、反射ミラーＭ´１により折り返され、被走査面である感光ドラム８Ｄ（Ｙ）に導かれる。また、光偏向器５の偏向面５´ａで偏向反射した偏向光束Ｒ´ｂは結像レンズ６´Ａを通過後反射ミラーＭ´２、Ｍ´３で折り返され結像レンズ７´Ｂを通過し、反射ミラーＭ´４により折り返され、被走査面である感光ドラム８Ｃ（Ｍ）に導かれる。
【００６０】
図中、Ｃ０は軸上光束の主光線の偏向点である。副走査方向においては、光束Ｒａ、Ｒｂ（Ｒ´ａ、Ｒ´ｂ）は偏向点Ｃ０にて交差する。偏向点Ｃ０は結像光学系の基準点であり、偏向点Ｃ０から被走査面までの距離を以下、「結像光学系の光路長」と定義する。
【００６１】
本実施例においては、このように一つの光偏向器の異なる偏向面にそれぞれ複数の光源手段から出射した光束をそれぞれ対応する入射光学系を介して入射させ、該光偏向器を挟んだ両側を偏向走査している。これによって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色を同時に走査できる光走査装置を達成している。
【００６２】
尚、図２において、９はモーター、１０は光学箱(筐体）、１１は光走査装置である。
【００６３】
図３は図２に示したカラー画像形成装置において一方の走査ユニットＳＲの入射光学系ＬＡ、ＬＢの副走査要部断面図である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６４】
尚、他方の走査ユニットＳＬの入射光学系も走査ユニットＳＲの入射光学系と構成及び光学的作用は同一である。
【００６５】
本実施例では光源手段に赤外半導体レーザー（設計波長：790ｎｍ）１Ａ、１Ｂを使用し、赤外半導体レーザー１Ａ、１Ｂから出射した発散光束を絞り３Ａ、３Ｂを介し、アナモフィックなパワーを有するアナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂに入射させている。そしてアナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂより、主走査断面内においては平行光束、副走査断面内においては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器５の偏向面（反射面）５ａに線像として結像している。
【００６６】
このアナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂは上述した如く光束の入射側の面201Ａ、201Ｂが平面上にアナモフィックなパワーを有する回折格子（楕円状の格子）、光束の出射側の面202Ａ、202Ｂがアナモフィックな屈折面で形成されている。
【００６７】
本実施例では、アナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂをプラスチックモールド成形により一体化して二眼のアナモフィックレンズ２０として製造している。
【００６８】
絞り３Ａ、３Ｂはそれぞれの被走査面上で所望のスポット径（スポットのピーク光量の１／ｅ２スライス径）が得られるように光束幅を制限している。
【００６９】
このようにコリメータレンズとシリンドリカルレンズの作用をアナモフィックなパワーを有するアナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂに集約させ、且つアナモフィックレンズ２Ａ、２Ｂを上下で一体化させることで部品点数を削減し、装置全体の簡素化を図っている。
【００７０】
本実施例において、光偏向器５の偏向面５ａに対して垂直で且つ基準点Ｃ０を通過する面をＰ0としたとき、面Ｐ0に対してそれぞれγa＝３．０°、γb＝３．０°の斜入射角の光束を偏向走査させている。
【００７１】
尚、図３において、１２はレーザーユニット、ＬＡは赤外半導体レーザー１Ａ側の入射光学系、ＬＢは赤外半導体レーザー１Ｂ側の入射光学系である。
【００７２】
次に本実施例における光走査装置のレンズ面形状及び光学配置を表１に示す。表１は光束Ｒａを通過する結像光学系についての面形状と、光路を展開した場合の光学配置を示している。光束Ｒｂ、Ｒ´ａ、Ｒ´ｂについても、Ｒａに対する光学系と同じであるため、レンズ面形状などの具体的な数値に関しては省略する。尚、「Ｅ−X」の表示は「×１０-X」を意味している。
【００７３】
【表１】
2010117556.tif 000003
【００７４】
ここに、表１は結像光学系ＳＡ、入射光学系ＬＡのレンズ形状及び配置を示している。
【００７５】
結像レンズ（ｆθレンズ）６Ａ、７Ａのレンズ入射面、レンズ出射面の母線形状は、10次までの関数として表せる非球面形状により構成している。結像レンズ６Ａ、７Ａのそれぞれのレンズ面と結像レンズ６Ａ、７Ａの光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸とする。そのとき、主走査方向に対応する母線方向が、
【００７６】
【数１】
2010117556.tif 000004
【００７７】
（但し、Rは母線曲率半径，K，B4，B6，B8，B10，は非球面係数）
なる式で表されるものである。
【００７８】
非球面係数B4，B6，B8，B10は光走査装置の半導体レーザー１Ａが配置されている側（B4s，B6 s，B8 s，B10 s）と半導体レーザー１Ａが配置されていない側（B4e，B6 e，B8 e，B10 e）とで数値を異ならせる。このことで、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。
【００７９】
また、副走査方向に対応する子線方向が、
【００８０】
【数２】
2010117556.tif 000005
【００８１】
なる式で表されるものである。Sは母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義される子線形状である。
【００８２】
ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）Rs*が、
【００８３】
【数３】
2010117556.tif 000006
【００８４】
（但し、Rsは光軸上の子線曲率半径，D2，D4，D6，D8，D10は子線変化係数）
なる式で表されるものである。
【００８５】
こちらも主走査方向の形状と同様に行う。つまり非球面係数D2，D4，D6，D8，D10は光走査装置の半導体レーザー１Ａが配置されている側（D2s，D4s，D6s，D8s，D10s）と配置されていない側（D2e，D4e，D6e，D8e，D10e）とで数値を異ならせる。このことで、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。
【００８６】
また、アナモフィックレンズ２Ａの光束入射側の面201Ａは以下の位相多項式で規定される回折格子面となっている。
【００８７】
φ＝２πｍ／λ0{C1Z＋C2Y＋C3Z2＋C4ZY＋C5Y2・・・}
φは位相関数、ｍは回折次数、λ0は基準波長であり、本実施例においては790（nm）、ｍは回折次数であり、本実施例においては１次を使用している。
【００８８】
出射面202Ａは主走査方向の曲率半径ＲｍがＲｍ＝−27.8387、副走査方向の曲率半径ＲｓがＲｓ＝−20.3713のトーリック面となっている。
【００８９】
尚、本実施例では面形状を上記定義式により函数を定義したが、本発明の権利の範囲はこれを制限するものではない。
【００９０】
上記のように回折格子のパワーを定めておくと、光走査装置全体が（入射光学素子及び走査光束学素子及び半導体レーザーが）一律に昇温した際のピントずれが補償される（温度補償効果）。
【００９１】
半導体レーザーの波長の温度特性は、
ｄλ／ｄｔ＝０．２５５nm／℃、
プラスチック材料の屈折率の温度特性は、
ｄｎ／ｄｔ＝−７．８９６Ｅ−５／℃、
プラスチック材料の屈折率の波長特性は、
ｄｎ／ｄλ＝−２．２９０Ｅ−５／℃
であり、それらを用いて２０℃昇温したときの、ピントシフトは以下のように計算される。
【００９２】
主走査方向ｄｍ＝＋０．３９
副走査方向ｄｓ＝−０．４１
また本実施例では、結像レンズ７Ａは光軸を回転軸として光偏向器側から見て時計周りに、０．２分回転させている。また結像レンズ７Ｂは光軸を回転軸として光偏向器側から見て反時計周りに０．２分回転させている。このようにすることで走査線の傾きを補正している。
【００９３】
通常、副走査断面内において斜め方向から光束を入射させる光走査装置では、波面収差の捩れによりスポットが崩れる現象が見られる。
【００９４】
本実施例においては各面のパワー配置、レンズのチルト量、シフト量を最適化することで波面収差の捩れを低減している。結像光学系ＳＡでは結像レンズ７Ａを面Ｐ0に対して１．５０ｍｍ副走査方向にシフトさせることで波面収差の補正を行っている。
【００９５】
ここで、以下の説明に用いる半導体レーザーの発光Ｄｕｔｙについて図２０を用いて説明する。図２０はレーザー発光シーケンスに光走査装置の図を併記させた図である。
【００９６】
図２０において、Ｔaは画像を書き出す前に走査線毎に行うレーザーの光量調整（オートパワーコントロール）のための発光時間である。Ｔbは、画像の主走査方向の書き出し位置を揃えるために行う同期検出用の発光時間である。Ｔcは、有効画像領域を実際に画像を書くために行う発光時間である。Ｔdは、ポリゴンミラー１面で偏向走査することができる時間であり、５面ポリゴンであれば７２°回転するのにかかる時間と同じとなる。また、時間Ｔdは同期検知周期Ｔeと同じ時間になる。
【００９７】
これらの時間を用いてレーザーの発光Ｄｕｔｙを定義すると、有効画像領域を全部点灯させた場合、
発光Ｄｕｔｙ＝（Ｔa＋Ｔb＋Ｔc）／Ｔd×１００（％）
となる。
【００９８】
また、有効画像領域内の一部分（α％）を発光させた場合の発光Ｄｕｔｙは、
発光Ｄｕｔｙ＝（Ｔa＋Ｔb＋Ｔc×α／１００）／Ｔd×１００（％）
となる。
【００９９】
図４はある一つの半導体レーザーを、本実施例における光学調整時に用いられる半導体レーザーの点灯回路を使って発光させた場合の発光経過後における波長変化を示したグラフである。
【０１００】
レーザー点灯は50ｋHｚの周波数でＰＷＭ変調（パルス幅変調）を行っており、発光Ｄｕｔｙを10％と61.2％の２つで測定した結果である。また、この点灯回路ではレーザー素子の自己発熱を極力抑えるためバイアス電流を流していない。Ｄｕｔｙ10％のような低い発光Ｄｕｔｙにおいては、熱のこもりが少なくモードホップによる波長変化は見られない。しかし、Ｄｕｔｙ61.2％の場合は、２回のモードホップにより約２分後に0.8ｎｍ程度、長波長側に波長が変化する。
【０１０１】
安定した光学調整を行い且つ測定の再現性を良くするためには、波長変化しないような発光モードで点灯させなければならない。そのようにするためには、発光Ｄｕｔｙが２０％以下とした低い発光Ｄｕｔｙが良い。
【０１０２】
更には、レーザー素子の素子の構造の違いや、製造ばらつきなどを考慮すると、例えばバイアス電流を流さず、50ｋHｚのＰＷＭ変調でＤｕｔｙ10％以下の発光をするのが望ましい。以下この発光モードを「発光モード１」と定義する。
【０１０３】
一方、図４で測定したものと同じ半導体レーザーを光走査装置の実使用状態で点灯し、波長変化を測定したものが図５である。
【０１０４】
本実施例における光走査装置の実使用状態では、５面ポリゴンミラーが38267.7rpmで回転するため、同期検知は313.58μｓ間隔（3.189ｋHｚ）で行われる。５面ポリゴンミラーの走査可能角度は360／5×2＝144°であり、本実施例の光走査装置の走査画角が83.49°であるため、画像領域全部をフルに点灯させたとしても、58.0％の発光時間になる。それに加えＡＰＣ（オートパワーコントロール）と同期検知（ＢＤ）のための発光を合わせると、最大でも61.2％の発光時間になる。よって、最大値は61.2％となるため、Ｄｕｔｙ61.2％以上で発光させた場合の波長変化まで考慮する必要はない。
【０１０５】
また、光走査装置の実使用状態では、パルス幅変調を行った際の発光波形の立ち上がりを急峻にするために、バイアス電流を与えた制御を行っている。このバイアス電流のため、レーザー素子自身が温まり、ＡＰＣと同期検知のためだけの発光（Ｄｕｔｙ約3％）であったとしても、３回のモードホップにより約３分後に1.2ｎｍ程度、長波長側に波長が変化してしまう。
【０１０６】
製品の実使用状態において、半導体レーザーの点灯直後の発振波長をλ１（図５ではλ１＝793.4ｎｍ）とする。又製品実使用状態での最大の発光時間（画像100％＋ＡＰＣ＋同期検知）（Ｄｕｔｙ61.2％）（実使用状態で画像領域内の全て）で発光させて半導体レーザから発振される光束の発振波長が安定した後の波長をλ２（図５ではλ２＝795.76ｎｍ）とする。
【０１０７】
また、本光走査装置のピントの波長敏感度(波長が１ｎｍ変化したときのピント位置変動量）は、主走査方向で−０．７１ｍｍ／ｎｍ、副走査方向で−１．２７ｍｍ／ｎｍとなっている。
【０１０８】
よって、製品の実使用状態では点灯直後から濃度100％の画像を１０分近く出し続けた後の状態とでは、波長差が、λ２−λ１＝２．３６ｎｍあり、ピント換算で、主走査方向で−１．６７ｍｍ、副走査方向で−３．００ｍｍのずれが生じる。これは、設計深度幅から考えて無視できる量ではない。
【０１０９】
また、図５の点線で囲った領域Ｓと実線で囲った領域Ｍとでは、圧倒的に領域Ｓでプリントされる機会が多く、領域Ｓでの光学性能が特に重要である。よって、波長λ１と波長λ２のちょうど中間の波長（λ１＋λ２）／２で調整するより、（λ１＋λ２）／２よりも短波長側で光学調整する方が領域Ｓを重視した調整となってよい。
【０１１０】
また、点灯開始直後の波長λ１そのもので調整してしまうと、領域Ｍをカバーしきれずバランスの悪い調整となってしまう。
【０１１１】
よって、以下の条件式(1)で示した波長域で調整値を決定するのが、製品の実使用を考えた上で好ましい調整方法と言える。つまり、
（５λ１＋λ２）／６＜λ３＜（λ１＋λ２）／２  ‥‥‥(1)
なる条件を満足する波長λ３の波長にて光走査装置を構成する各部材の光学調整を行うのが望ましい。
【０１１２】
本実施例の場合は、
７９３．８nm＜λ３＜７９４.６nm  ‥‥‥(1ａ)
の波長域で調整値を決定するのが望ましい。
【０１１３】
尚、どの波長で光学調整を行うかは、画像形成装置本体の仕様に関わっている。１分間の出力枚数が３０枚以上の高速機では、大量に出力される機会もあるため、上記条件式(1)の上限値近傍で調整するのが好ましい。
【０１１４】
一方、出力枚数が２０枚以下の低速機では、大量に出力することがほとんど無いので、上記条件式(1)の下限値近傍で調整するのが好ましい。
【０１１５】
本実施例は、最終的に光学調整された光走査装置の調整値が、条件式(1)の波長域内で決定されていれば良いのであって、実際に調整に用いる波長はどの波長であっても構わない。
【０１１６】
上記条件式(1)の範囲内の波長で実際に調整を行っても良いし、また上記条件式(1)の範囲外の波長で調整を行った後、調整値をずらすようにしても良い。
【０１１７】
但し、上記条件式(1)の範囲内の波長で調整をする場合は以下に述べる課題を伴うので、安定した波長で調整を行った後で調整値をずらすやり方の方が簡易で安定した調整方法と言える。
【０１１８】
半導体レーザーの波長を例えばλ３＝794.2ｎｍ近傍にするためには、光学調整時に用いられる半導体レーザーの点灯回路を使用した場合、Ｄｕｔｙ61.2％で約２分かかり、その分調整時間が長くなってしまう。また、故意に半導体レーザーを温めて波長794.2ｎｍに素早く到達させてしまうと、その後に波長を安定させることが難しくなる。
【０１１９】
そこで、前述した発光モード１はレーザーの点灯開始直後から波長が安定しているので、波長λ１で点灯させて実際の光学調整を行う。そして、予めΔλ＝λ３−λ１の分のピント移動量を計算で求めておき、その分を以下の条件式(2)を満たすように光学調整値をオフセットさせるようにすればよい。
【０１２０】
つまり、光学調整時には、半導体レーザーで発振される発振波長λ１のレーザー光で行い、その後、波長λ１の光束にて調整された光学調整値に対して、
（λ２−λ１）／６＜Δλ＜（λ２−λ１）／２  ‥‥‥(2)
なる条件を満足する波長差Δλに相当する分、光学調整値をずらすように再度光学調整をするようにすれば良い。
【０１２１】
上記条件式(2)を満たすようにすれば波長の変化がなく、安定した光学調整を早く行えるのと同時に、狙いの波長（条件式(1)を満足する波長）λ３で光学調整を行ったのと同等の光学性能を得ることができる。
【０１２２】
本実施例は、半導体レーザーが樹脂で形成されたホルダーに固定されている場合に特に効果を発揮する。
【０１２３】
樹脂のホルダーは金属のホルダーなどに対し放熱性に劣っている為、図４及び図５で示したような大きな波長変化が発生してしまう。よって、光学性能の安定性に欠ける樹脂ホルダーに対して本実施例は有効に作用する。
【０１２４】
以上説明してきたことを光走査装置の深度中心位置で説明しておくと以下の様になる。
【０１２５】
ここで、深度中心とはスポット径を縦軸に、光軸方向の位置を横軸にグラフに描いたとき（図２１参照）、スポット径があるスライスレベル（例えば最小スポット径Ｄminの１．２５倍）を横切る光軸方向の位置の中心と定義する。スポット径とは、スポットピーク光量の1/ｅ2でスライスした直径のことと定義する。
【０１２６】
図６は本発明の実施例１の各波長での深度中心位置と被走査面との関係を説明する図である。
【０１２７】
同図において、半導体レーザーの点灯直後（波長はλ１）の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ1、副走査方向の深度中心位置をＸｓ１(不図示）とする。さらに、光走査装置の実使用状態で画像領域内の全てで半導体レーザーを発振させ、発振波長が安定した後（波長はλ２）の画像中心での主走査方向の深度中心位置をＸｍ２、副走査方向の深度中心位置をＸｓ２(不図示）とし、被走査面位置をＸｔとする。そのとき、
（Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｍ１＋Ｘｍ２）／６  ‥‥‥(3)
又は、
（Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／２＜Ｘｔ＜（５Ｘｓ１＋Ｘｓ２）／６  ‥‥‥(4)
なる条件の少なくとも一方を満たすように被走査面位置Ｘｔを設定するのが望ましい。
【０１２８】
図７（Ａ），（Ｂ）は各々本実施例の半導体レーザーの調整に用いられる調整工具の光学系の要部断面図である。同図（Ａ）は副走査断面図、同図（Ｂ）は主走査断面図である。同図（Ａ），（Ｂ）において図３に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１２９】
同図（Ａ），（Ｂ）では、半導体レーザー１Ａ側の調整をしている図であるが、半導体レーザー１Ｂも同様な構成の調整工具５０で調整を行っている。本実施例では、入射光学系ＬＡの照射位置（結像位置）とピント位置に関する調整を行っている。
【０１３０】
本実施例では、アナモフィックレンズ２０から出射した光束を、副走査方向のみにパワーを有する冶具シリンダーレンズ５１（焦点距離１２０ｍｍ）、及び２枚の貼り合わせレンズからなる冶具球面レンズ５２（焦点距離２００ｍｍ）を通過させている。そして、通過光束を調整ターゲット位置Ｔ０においてスポット状に結像させている。
【０１３１】
同図（Ａ），（Ｂ）のように、調整工具５１，５２の光学系はアッベ数の異なる複数枚のレンズから構成し、軸上色収差を補正しておくことが重要である。軸上色収差を補正していない場合は、アナモフィックレンズ２０で発生している軸上色収差なのか、調整工具側の光学系で発生する軸上色収差なのかの切り分けが出来なくなってしまう。
【０１３２】
調整ターゲット位置Ｔ０において結像した空間像を対物レンズ５３により２次元ＣＣＤより成るエリアセンサーで測定する。尚、同図において、５４は調整用レーザー発光回路である。
【０１３３】
図８は本実施例における光走査装置の光学調整のフローチャートである。
【０１３４】
本実施例は、アナモフィックレンズ２Ａと２Ｂをプラスチックモールド成形により一体で形成したため、光学調整で変位させる光学部材は半導体レーザーとなる。最終的には、光学調整された半導体レーザー１Ａと１Ｂとアナモフィックレンズ２０が不図示のホルダーに固定されレーザーユニット１２が完成する。
【０１３５】
まず、アナモフィックレンズ２０をホルダーに紫外線硬化型の接着剤などで固定する（工程１）。次に、そのアナモフィックレンズ２０をホルダーを介して調整工具に取り付け（工程２）、前述した波長変化が起こらない安定した発光モード（発光モード１：バイアス電流なし、50ｋHｚＰＷＭ発光、Ｄｕｔｙ10％）にてレーザーを点灯させる（工程３）。光学調整は、先に半導体レーザー１ＡをＹ方向及びＺ方向に移動させ調整ターゲット位置Ｔ０に一致するように照射位置の調整を行う（工程４）。
【０１３６】
次に、半導体レーザー１Ａを光軸方向（Ｘ方向）に移動させピント位置の調整を行う（工程５）。この状態では前述の波長λ１にてピント位置がベストになるように調整されているため、次の工程６にて調整値をシフトさせる。
【０１３７】
本実施例ではΔλ＝０．８ｎｍであり、その分に相当する半導体レーザー１Ａの位置は１２μｍである。よって、波長λ１でピントベストに調整された状態から半導体レーザー１Ａをアナモフィックレンズ２０に近づける方向に一律１２μｍ移動させる。これで、狙いの波長（条件式(1)を満足する波長）λ３の光束で実際に光学調整を行ったことと同じ状態になり、その状態で半導体レーザー１Ａをホルダーに接着固定する（工程７）。
【０１３８】
以上の調整が終わった後、レーザーユニット１２を調整工具５０から取り外し（工程８）、スキャナーユニット１１の組立工程で、光学箱(筐体）１０に固定される（工程９）。
【０１３９】
ここで工程６の別の方法としては、半導体レーザー１Ａを１２μｍ一律アナモフィックレンズ２０に近づける代わりにΔλ＝０．８ｎｍに相当する分ターゲット位置Ｔ０をアナモフィックレンズ２０から遠ざける方向にシフトさせた位置Ｔ０´として行う。このように行っても上記工程６の方法と同じことである。
【０１４０】
本実施例の場合、
Ｔ０´＝Ｔ０＋０．５３
となる。このようにすれば、一律１２μｍレーザーを移動する分の時間がかからず、いきなり狙いの(安定した）光学調整を行うことができる。
【０１４１】
尚、半導体レーザー１Ｂ側の調整方法も上記に示した調整方法と同様である。
【０１４２】
本実施例では、半導体レーザーの位置を変位させて調整を行ったが、アナモフィックレンズが各レーザーに対応して個別にある場合は、アナモフィックレンズの位置を変位させて調整を行っても良い。また、結像光学系ＳＡを通した光走査装置全系でピント調整を行ってもよい。
【０１４３】
このように本実施例では上述した如く発光Ｄｕｔｙ20％以下のような自己発熱によるモードホップの影響がでないような発光モードで光学調整を行い、光学調整時の波長と狙いの波長λ３との差の分、光学調整値をずらして行っている。これにより、本実施例では、従来より長い時間をかけること無く、安定した光学調整を行うことができる。
【０１４４】
また本実施例では上述した如く光走査装置の実使用状態での波長λ２と点灯直後の波長λ１の中間の波長よりも短波長側に狙いの波長を定めて調整している。これにより、画像形成装置本体の使用頻度が高い状態における光学性能の安定化を図り、画像形成装置の例えば中間調域の濃度などの画像品質の劣化を防止することを可能としている。
【実施例２】
【０１４５】
図９は本発明の実施例２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図では、偏向面と被走査面との間の共役関係の調整方法を示している。同図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１４６】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、第２の光学系ＳＡに回折光学素子７Ｅを含ませて構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１４７】
つまり同図において、ＳＡは第２の光学系としての結像光学系であり、結像レンズ６Ｅ、回折光学素子(結像レンズ）７Ｅ、そして３枚の反射ミラーＭ５、Ｍ６、Ｍ７を有している。
【０１４８】
本実施例において偏向手段である光偏向器（ポリゴンミラー）で偏向反射した光束は結像レンズ６Ｅを通過後、２枚の反射ミラーＭ５、Ｍ６により光路を折り曲げられ、回折光学素子７Ｅに達する。回折光学素子７Ｅは光束の入射面701Ｅが屈折光学面であり、出射面702Ｅが回折光学面である。
【０１４９】
回折光学素子７Ｅを通過した光束は更に反射ミラーＭ７により折り返され、被走査面Ｔ１に導かれている。
【０１５０】
前述したようにポリゴンミラーの各面は副走査方向に微小角の倒れがあり、それが原因となって被走査面上での結像位置が上下する所謂ピッチムラが発生する。ピッチムラを低減するため、ポリゴンミラーの偏向点（偏向面）Ｃ０近傍と被走査面Ｔ１を副走査断面内において、光学的に共役な関係にすることが必要である。
【０１５１】
本実施例では、結像光学系ＳＡに存在するプラスチックレンズの表面に回折格子を形成した光学素子(回折光学素子）７Ｅを用いることにより、副走査断面内において、偏向面Ｃ０と被走査面Ｔ１との間の共役関係の温度補償を行っている。
【０１５２】
この共役関係の調整に関しても、半導体レーザーの製造誤差による波長ばらつきとモードホップによる波長変化の両方を考慮した光学調整を行わなければならない。
【０１５３】
共役関係の調整には、光路長を変化させ行うことが考えられる。例えば、光学的に最も被走査面に近い反射ミラー(光学素子）Ｍ７の位置を図９に示す矢印Ｄ方向に変位させることで調整することができる。
【０１５４】
本実施例では、光学調整を高精度に行うために、製品に投入するポリゴンミラーの変わりに、わざと面倒れ量が大きいポリゴンミラー５´を使用する。検知系はハの字スリット５６とフォトセンサー５５とを用いる。そして、検知の際には、ハの字スリット５６を構成するslit1、slit2を通過するのに要した時間から走査線の高さを検出する(図１０参照）。
【０１５５】
図１０には図１１に示したポリゴンミラー５´の複数の偏向面（５ａ〜５ｄ）のうち、偏向面５ａ、５ｂで偏向反射された光束の走査線の軌跡を描いている。
【０１５６】
複数の偏向面５ａ〜５ｅからの５つの走査光束に対する走査時間に時間差がなくなった状態がポリゴンミラー５´の偏向点（偏向面）Ｃ０とスリット位置Ｔ１（つまり被走査面である感光ドラム面位置）が共役な関係となっている状態である。
【０１５７】
また、ポリゴンミラーを回転させずに共役関係を測定する方法として、図１３に示すように、調整工具用の冶具ミラー５７を用いた構成も考えられる。冶具ミラー５７を入射光束５８の右側半分５７Ｒと左側半分５７Ｌの２つの領域に分割し、各領域において反射面の主走査方向及び副走査方向の角度を若干異ならせておく。この冶具ミラー５７で反射された入射光束は光束５８Ｒと光束５８Ｌの２方向に反射され、２次元ＣＣＤなどで２つのスポット像を観察する。
【０１５８】
偏向面と被走査面との間の共役関係がずれているときは、被走査面上でのスポット５９は二つに割れ図１４（Ａ）に示すような状態になり、共役関係が成立している状態では図１４（Ｂ）に示すように副走査方向でのスポット５９の位置が揃う。２つのスポット５９の重心位置を求めることで共役関係であるか否かの判定を行うことができる。
【０１５９】
また、例えば２つのスポット像を副走査方向に積分する。そして、一つのＬＳＦ（ラインスプレッドファンクション）として、このＬＳＦのピーク光量値が最大になるか、ピーク光量値の１／ｅ２のスライス径が最小になった状態が共役関係にある状態として判断することも可能である。
【０１６０】
本実施例においても、前述の実施例１と同様に光走査装置の実使用状態で、最も使用頻度の高い状態において光学調整を行うようにしなければならない。
【０１６１】
そこで、半導体レーザーの点灯直後の波長λ１に対して共役関係の調整を前述したような調整方法で行った後、反射ミラーＭ７をΔλ分変位させることが考えられる。つまり前述した条件式(2)を満足する波長差Δλに相当する分、光学調整値をずらすように再度光学調整をする。
【０１６２】
また、別な調整方法としては、フォトセンサー５５の位置をあらかじめ被走査面Ｔ１に対してΔλ分だけ光走査装置から遠ざかる方向にオフセットさせて調整してもよい。
【０１６３】
また、図９に示したように光走査装置に搭載されている第２の光学系ＳＡの少なくとも一部の光学素子の位置を変位することで共役関係の調整を行うこともできる。さらには、図１５に示すように光走査装置１１そのものの取り付け位置を画像形成装置本体に対して図中、矢印Ｆ方向へずらしても(変位させても）調整することができる。
【０１６４】
光走査装置１１の画像形成装置への取り付け位置を変更するためには、例えば図１５に示したビス６０により調整することが可能である。
【０１６５】
尚、図１５において、１０は筐体(光学箱）であり、ビス６０により画像形成装置本体の取り付け基板１３に取り付けられている。１１は光走査装置である。
【０１６６】
図１６は本実施例における光走査装置の光学調整のフローチャートである。
【０１６７】
本実施例においては、まず、結像レンズ、回折光学素子、反射ミラー、ポリゴンミラー、入射光学系（レーザーユニット、ピント調整用のシリンダーレンズなど）を光学箱（筐体）１０に取り付ける（工程１）。
【０１６８】
前述したように共役関係の調整では光路長を変化させるためピント位置がずれてしまう。よって、ピントの微調整は共役関係の調整を行った後に行う。しかし、ピントが全く出ていない状態で共役関係の調整を行っても調整精度が低下するため、大雑把でもよいのでピントの粗調整を行っておくことが必要である（工程２）。
【０１６９】
ピントの粗調整には、入射光学系に存在する主走査シリンダーレンズ（不図示）や副走査シリンダーレンズ（不図示）などの光学部材や半導体レーザーなどの光源手段を光軸方向にずらすことで行うことができる。
【０１７０】
次に、共役関係の調整に移る。共役関係の調整には前述したように副走査方向の面の倒れ量が大きい共役関係調整用の冶具ポリゴンミラーを使っても良いし（工程３）、静止光束として測定した場合は、図１３に示した冶具用反射ミラー５７を用いてもよい。半導体レーザーの点灯は、実施例１の時と同じように波長が安定している発光モード１で発光させる（工程４）。
【０１７１】
半導体レーザーの点灯直後の波長λ１で点灯している光束を用いて、例えば反射ミラーＭ７を図９で示した矢印Ｄ方向に移動させることで共役関係の調整を行う（工程５）。この状態では前述の波長λ１にて共役関係がベストになるように調整されている。よって、Δλ相当分、反射ミラーＭ７を矢印Ｄ方向にオフセットさせ、狙いの波長（条件式(1)を満足する波長）λ３にて共役関係がベストになるようにする（工程６）。
【０１７２】
次に、反射ミラーＭ７を図１２で示した矢印Ｅ方向に回転させて、被走査面上での走査線の高さ（照射位置）の調整を行う（工程７）。ここで反射ミラーＭ７を固定し（工程８）、共役関係と照射位置の調整が終了する。
【０１７３】
次に、ピント位置の調整工程に移る。共役関係の調整に用いていた冶具ポリゴンミラーを製品ポリゴンミラーに載せ替え（工程９）、再度発光モード１にて半導体レーザーを点灯させる（工程１０）。ピント位置の微調整は、工程２で行った方法と同じ光学部材を用いても良いし、調整敏感度の低い別の光学部材を用いても良い（工程１１）。この状態では前述の波長λ１にてピントがベストになるように調整されている。よって、Δλ相当分調整値をオフセットさせ、狙いの波長（条件式(1)を満足する波長）λ３にてピントがベストになるようにする（工程１２）。これで、狙いの波長λ３の光束で実際に光学調整を行ったことと同じ状態になり、その状態でピント調整に用いた光学部材を光学箱に接着固定する（工程１３）。
【０１７４】
このように本実施例では上述した如く発光Ｄｕｔｙ20％以下のような自己発熱によるモードホップの影響がでないような発光モードで光学調整を行い、光学調整時の波長と狙いの波長との差の分、光学調整値をずらして行っている。これにより、本実施例では、従来より長い時間をかけること無く、安定した光学調整を行うことができる。
【０１７５】
また本実施例では上述した如く光走査装置の実使用状態での波長λ２と点灯直後の波長λ１の中間の波長よりも短波長側に狙いの波長を定めて調整している。これにより、画像形成装置本体の使用頻度が高い状態における光学性能の安定化を図り、画像形成装置の例えば中間調域の濃度などの画像品質の劣化を防止することを可能としている。
【０１７６】
［カラー画像形成装置］
図１７は、本発明のカラー画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１００はカラー画像形成装置を示す。このカラー画像形成装置１００には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１０２からコードデータ（Ｒ、Ｇ，Ｂの色信号）Ｄｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１０１によって、Ｙｉ（イエロー）、Ｍｉ（マゼンタ）、Ｃｉ（シアン）、Ｂｋｉ（ブラック）の異なった色の画像データに変換され、実施例１、２に示した構成を有する光走査装置１１に入力される。そして、この光走査装置１１からは、画像データＹｉ、Ｍｉ、Ｃｉ、Ｂｋｉに応じて変調された光ビームが出射され、この光ビームによって感光ドラム２１〜２４の感光面を主走査方向に走査される。
【０１７７】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム２１〜２４は、モータ（不図示）によって時計廻り（Ｒ方向）に回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム２１〜２４の感光面が光ビームに対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム２１〜２４の上方には、感光ドラム２１〜２４の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２１〜２４の表面に、前記光走査装置１１によって走査される光ビームが照射されるようになっている。
【０１７８】
先に説明したように、光ビームは、画像データＹｉ、Ｍｉ、Ｃｉ、Ｂｋｉに基づいて変調されており、この光ビームを照射することによって感光ドラム２１〜２４の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビームの照射位置よりもさらに感光ドラム２１〜２４の回転方向の下流側で感光ドラム２１〜２４に当接するように配設された現像器３１〜３４によってトナー像として現像される。
【０１７９】
現像器３１〜３４によって現像されたトナー像は、感光ドラム２１〜２４の上方で、感光ドラム２１〜２４に対向するように配設された中間転写ベルト１０３上で、一旦４色のトナー像が転写されカラー画像として形成される。そして、中間転写ベルト１０３上に形成されたカラートナー画像は転写ローラ（転写器）１０４によって被転写材たる用紙１０８上に転写される。用紙１０８は用紙カセット１０７内に収納されている。
【０１８０】
未定着トナー像を転写された用紙１０８はさらに定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１０５とこの定着ローラ１０５に圧接するように配設された加圧ローラ１０６とで構成されている。これにより、転写部から搬送されてきた用紙１０８を定着ローラ１０５と加圧ローラ１０６の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１０８上の未定着トナー像を定着せしめる。そして、定着された用紙１０８は画像形成装置の外に排出させられる。
【０１８１】
１０９はレジストレーションセンサであり、中間転写ベルト１０３上に形成された、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのレジストレーションマークを読取る事で、各色の色ずれ量を検知する。その検出結果を光走査装置１１にフィードバックすることで、色ずれのない高品位なカラー画像を形成することを可能にしている。
【０１８２】
図１７においては図示していないが、プリントコントローラ１０１は、先に説明したデータの変換だけでなく、画像形成装置内の各部や、光走査装置内のポリゴンモータなどの制御も行う。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の画像形成装置の副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の光走査装置の入射光学系の副走査断面図
【図４】調整工具で発光させたレーザーの波長変化を表すグラフ
【図５】製品使用時の発光モードで発光させたレーザーの波長変化を表すグラフ
【図６】各波長での深度中心位置と被走査面の関係を説明する図
【図７】本発明の実施例１の光学調整装置の要部断面図
【図８】本発明の実施例１の光学調整のフローチャート
【図９】本発明の実施例２の光学調整を説明する図
【図１０】本発明の実施例２の光学調整に用いられるハの字スリットの図
【図１１】５面ポリゴンミラーの要部断面図
【図１２】本発明の実施例２の光学調整を説明する図
【図１３】本発明の実施例２の光学調整を説明する図
【図１４】本発明の実施例２の光学調整を説明する図
【図１５】本発明の実施例２の光学調整の別の手法を説明する図
【図１６】本発明の実施例２の光学調整のフローチャート
【図１７】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１８】従来の光走査装置の要部斜視図
【図１９】従来の光走査装置の要部断面図
【図２０】本発明の実施例１のレーザー発光シーケンスに光走査装置の図を併記させたときの図
【図２１】スポット径と光軸方向位置との関係をグラフに描いた図
【符号の説明】
【０１８４】
１Ａ、１Ｂ  光源手段（半導体レーザー）
２Ａ、２Ｂ  第１の光学系（アナモフィックレンズ）
２０  二眼アナモフィックレンズ
３Ａ、３Ｂ  開口絞り
５  光偏向器
５´  調整用ポリゴンミラー
５ａ〜５ｄ  偏向面
６Ａ、６´Ａ、７Ａ、７Ｂ、７´Ａ、７´Ｂ、６Ｅ  結像レンズ
７Ｅ  回折光学素子
Ｍ１〜Ｍ６  ミラー
８Ａ〜８Ｄ  被走査面（感光ドラム）
ＬＡ  入射光学系
ＳＡ  第２の光学系(結像光学系）
ＳＲ、ＳＬ  走査ユニット
９  モーター
１０  筐体（光学箱）
１１  光走査装置
１２  レーザユニット
５０  調整工具
５１  冶具シリンダーレンズ
５２  冶具球面レンズ
５３  対物レンズ
５４  調整用レーザー発光回路
５５  フォトセンサー
５６  ハの字スリット
５７  冶具ミラー
５８  光束
５９  スポット
６０  調整用ビス
１００  カラー画像形成装置
１０１  プリンタコントローラ
１０２  外部機器（パーソナルコンピューター）
１０３  中間転写ベルト
１０４  転写ローラ
１０５  定着ローラ
１０６  加圧ローラ
１０７  用紙カセット  
１０８  転写材（用紙）
１０９  レジストレーションセンサ
【図１１】
2010117556.tif 000007
【図１】
2010117556.tif 000008
【図２】
2010117556.tif 000009
【図３】
2010117556.tif 000010
【図４】
2010117556.tif 000011
【図５】
2010117556.tif 000012
【図６】
2010117556.tif 000013
【図７】
2010117556.tif 000014
【図８】
2010117556.tif 000015
【図９】
2010117556.tif 000016
【図１０】
2010117556.tif 000017
【図１２】
2010117556.tif 000018
【図１３】
2010117556.tif 000019
【図１４】
2010117556.tif 000020
【図１５】
2010117556.tif 000021
【図１６】
2010117556.tif 000022
【図１７】
2010117556.tif 000023
【図１８】
2010117556.tif 000024
【図１９】
2010117556.tif 000025
【図２０】
2010117556.tif 000026
【図２１】
2010117556.tif 000027