(57)【要約】【課題】環境変動などによるポリゴンミラーへの入射角度が変化するのを防止して反射点のバラツキが原因する光ビームの走査位置変化をなくすことができる構成を備えた光走査装置を提供する。【解決手段】複数の光源１０７〜１１０と、複数の光源からの光束を偏向する偏向器１０６と、上記偏向器による複数の偏向光束を異なる被走査面上に導き光スポットとして結像させる結像光学素子とからなる光走査装置において、互いに異なる被走査面に導かれる複数の光束は、主走査方向において開き角を有して偏向器に入射し、異なる被走査面に導く結像光学素子の少なくとも１枚は、主走査方向において光軸に対し直交する方向に互いにずらして配置されることを特徴とする。【選択図】図４
2008122706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
複数の光源からの光束を偏向する偏向器と、
上記偏向器による複数の偏向光束を異なる被走査面上に導き光スポットとして結像させる結像光学素子とからなる光走査装置において、
互いに異なる被走査面に導かれる複数の光束は、主走査方向において開き角を有して偏向器に入射し、
異なる被走査面に導く結像光学素子の少なくとも１枚は、主走査方向において光軸に対し直交する方向に互いにずらして配置されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
異なる被走査面に導く結像光学素子の少なくとも１枚は、副走査方向に重ねて配置されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
重ねて配置させる結像光学素子は、主走査方向において光軸を外形形状の中心からずらして形成されており、他の結像光学素子との関係において光軸に対し互いに１８０°反転して配置させることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
重ねて配置させる結像光学素子は、副走査方向の位置決め基準を両側に有することを特徴とする請求項２または３に記載の光走査装置。
【請求項５】
重ねて配置させる結像光学素子は、接着により一体化されていることを特徴と請求項２乃至４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
重ねて配置させる結像光学素子は、樹脂により一体成形されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の走査装置。
【請求項７】
各光源は複数の発光点を有し、複数の光束により被走査面を同時に走査するマルチビーム光走査装置であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
光源の波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または７に記載の光走査装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光走査装置を搭載し、
像担持体を複数有し、像担持体に形成された静電像を各色トナーにより現像し、転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成し、それによりカラー画像を形成可能にした画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体における走査領域最外測近傍色ずれ検出手段が備えられ、その検出結果に基づき少なくとも１つの結像光学素子の姿勢を制御し、色ずれ補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
ネットワーク通信機能を有することを特徴とする請求項９または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、光走査装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複数色のトナー像を重畳してカラー画像を形成するための走査光学系の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光源からの光束を、回転多面鏡の光偏向手段により偏向させ、偏向される光束をfθレンズ等の走査結像光学系を用いて被走査面に向けて集光させることにより、被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走査面を走査する光走査装置は、光プリンタや光プロッタ、デジタル複写機等の画像形成装置に関連して広く知られている。
【０００３】
光走査装置を用いる画像形成装置においては、画像形成プロセス内の一工程として、光走査により画像の書込を行う画像書込工程が採用されているが、画像プロセスによって形成される画像の良否は光走査の良否に影響される。そして、光走査の良否は、光走査装置での主走査方向や副走査方向の走査特性に依存する。
【０００４】
一方、画像形成装置により形成される画像には、モノクロ画像だけでなく、複数色のトナー像を重畳して得られるカラー画像があり、画像が所謂モノクロで、単一の光走査装置により書込形成される場合は、走査線曲がりや等速性の不完全さ（理想の等速走査からのずれ）がある程度抑えられていれば、形成された画像に「目視で分かるほどの歪み」は生じないが、それでも、このような画像の歪みが少ないに越したことはない。
【０００５】
モノクロ画像とは別に、マゼンタ・シアン・イエローの３色、あるいはこれに黒を加えた４色の画像を色成分画像として形成し、これらの色成分画像を重ね合わせることによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置も広く知られており、このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、各色成分毎の画像を各色成分毎の感光体に形成する、タンデム型と呼ばれる画像形成方式がある。
【０００６】
タンデム型の画像形成装置において、光走査装置を用いた書き込み構造を採用した構成として、各色に対応する光源からの光ビームを単一ポリゴンミラーで一括して走査するとともに各々に対応する走査光学系や感光体ドラムに導くための複数の折り返しミラーを共通の光学ハウジングに一体的に支持した構成あるいは各感光体ドラムに対応させて個別に光走査装置を配置した構成を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。  
特許文献１に開示されている構成では、光走査装置に用いられる走査レンズを上下２段構成とし、それぞれの対応する感光体ドラムに向けて光束を導けるレイアウトが採用されている。
【０００７】
一方、この種、多色画像形成装置においては、高速化、高密度化が年々進んでいる。この対応策としてポリゴンモータの回転数を増加する方法があるが、軸受寿命に限界があり、発熱、振動が抑えきれなくなっていることから、より低い回転数で複数のビームを同時に走査することで、高速化、高密度化が実現できるマルチビーム光源を用いる方式が提案されている。
【０００８】
上下に重層した走査レンズを組み立てる方法としては、レンズ同士を接着あるいは凹凸部の嵌合により一体化する方法が提案されている（例えば、特許文献２，３）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１４８５５１号公報
【特許文献２】特開２０００−７５２３０号公報
【特許文献３】特開２００３−５１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、タンデム型の画像形成方式の場合、光走査装置相互の感光体に対する結像性能にバラツキが生じると、色ごとに画質の差が生じてしまい、色味が所望の状態を得られなくなる場合がある。
【００１１】
また、走査位置のバラツキ、走査線の曲がり具合や傾きが異なると、形成されたカラー画像に「色ずれ」と呼ばれる異常画像が現れて、カラー画像の画質を劣化させる。
【００１２】
一方、各感光体に対応した光源部は近接して配置される構成を用いられるが、ポリゴンミラーへの入射角度（光源からポリゴンミラーへの入射角度と走査レンズの光軸とのなす角度）が異なると、ポリゴンミラーの走査レンズに対する反射点バラツキ（サグ）の量がそれぞれで異なってしまい、像面湾曲の倒れ（回転）が生じ結像性能の劣化を引き起こしてしまう。  
そのため従来は、光源部とポリゴンミラーの間に入射ミラーを配置し、２つの光源部からの光束を主走査方向に近接させてポリゴンミラーに入射するように構成していた。
【００１３】
しかし、ポリゴンスキャナや定着装置の発熱による温度変化の影響により光学ハウジングに変形が生じると、内部に収納されている光学素子である走査光学素子やミラーはその配置位置が変化する。特にミラーの場合は、反射系のため傾き変化の２倍光束は変化してしまう。
【００１４】
レンズのように透過する場合はレンズ自体のパワー（屈折力）はあまり変化しないため光路変化への影響は比較的小さいが、ミラーの場合は角度変化がそのまま光束の光路変化になるため影響が大きい。
【００１５】
一方、走査光学素子を構成するアナモフィックレンズ（最も被走査面側に配置される）は、ポリゴンミラー前のシリンダレンズとの組み合わせにより、面倒れ補正光学系を構成する。よって、副走査方向のパワー（屈折力）が他のレンズより強いパワー配置となるため、アナモフィックレンズの副走査方向の光線通過位置の変化は他の光学素子に比べ影響が大きく、走査線の曲がりを発生させることになる。
【００１６】
光学ハウジング内に配置されるミラーにおいて、アナモフィックレンズとの光学的な距離が離れているミラーほど、その姿勢の変化の影響が大きく作用することが上述した特許文献１などによって知られている。  
特許文献１においては、光源部とポリゴンミラーの間に配置される入射ミラーの姿勢（傾き）変化が最も影響が大きく、その利き量はポリゴン以降に配置されるミラーの約１０倍大きいことが開示されている。
【００１７】
また、上記入射ミラーはポリゴン近傍に配置されることから、ポリゴンの発熱の影響を受けやすい位置にあり、そのことからも姿勢変化が大きくなりやすい。
【００１８】
例えば数十枚のカラー画像の形成を連続して行う場合、画像形成装置の連続運転により機内温度が上昇し、それに伴う光書込装置の温度上昇により光学ハウジングが変形し、光学素子に対するビーム位置が変化したり、折り返しミラーの設置角度が変化するなど感光体上の走査位置が経時的にずれる不具合が発生する。
【００１９】
近年、走査特性の向上を意図して、光走査装置の結像光学系に、非球面に代表される特殊な面を採用することが一般化しており、このような特殊な面を容易に形成でき、なおかつコストも安価な樹脂材料で製作された結像光学系が多用されている。
【００２０】
樹脂材料の結像光学系は、温度や湿度変化の影響により光学特性が変化しやすい。温度変化によりレンズ内の温度分布が不均一となると、反りを生じてレンズが副走査方向に弓なりな形状となる。このようなレンズの反りは走査線曲がりの原因となる。
【００２１】
感光体ドラムへ向かう光ビームは各々異なる経路を通るよう構成部品が配置されるため、多色画像形成装置が設置される環境温度等により各光ビームの走査位置は容易に変動してしまう結果を招く。
【００２２】
本発明の目的は、上記従来の光走査装置における問題、特に、環境変動などによるポリゴンミラーへの入射角度が変化するのを防止して反射点のバラツキが原因する光ビームの走査位置変化をなくすことができる構成を備えた光走査装置および画像形成装置を提供することにある。
【００２３】
特に、光源とポリゴンミラーとの間に配置される入射ミラーをなくして温度変化などの環境変動により走査線曲がりが生じるのを抑制し、異なる感光体への光束が開き角を有してポリゴンミラー等の偏向器に入射される構成を対象として反射点のバラツキ（ザグ）が発生するのを防止することを目的としている。
【００２４】
本発明の他の目的は、重層されるレンズの組付けを容易化することにある。
【００２５】
本発明のさらに別の目的は、複数の光束により同時に被走査面を走査することにより、偏向器の回転速度を下げられるようにして偏向器による消費電力低減および発熱量を低減して反射点バラツキの原因となる環境変動、特に温度上昇に繋がる発熱量を低減させることにある。
【００２６】
本発明のさらに他の目的は、ビームスポットによる高密度化および色ずれのないカラー画像が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
【００２８】
（１）複数の光源と、
複数の光源からの光束を偏向する偏向器と、
上記偏向器による複数の偏向光束を異なる被走査面上に導き光スポットとして結像させる結像光学素子とからなる光走査装置において、
互いに異なる被走査面に導かれる複数の光束は、主走査方向において開き角を有して偏向器に入射し、
異なる被走査面に導く結像光学素子の少なくとも１枚は、主走査方向において光軸に対し直交する方向に互いにずらして配置されることを特徴とする光走査装置。
【００２９】
（２）異なる被走査面に導く結像光学素子の少なくとも１枚は、副走査方向に重ねて配置されることを特徴とする（１）に記載の光走査装置。
【００３０】
（３）重ねて配置させる結像光学素子は、主走査方向において光軸を外形形状の中心からずらして形成されており、他の結像光学素子との関係において光軸に対し互いに１８０°反転して配置させることを特徴とする（２）に記載の光走査装置。
【００３１】
（４）重ねて配置させる結像光学素子は、副走査方向の位置決め基準を両側に有することを特徴とする（２）または（３）に記載の光走査装置。
【００３２】
（５）重ねて配置させる結像光学素子は、接着により一体化されていることを特徴と（２）乃至（４）のいずれかに記載の光走査装置。
【００３３】
（６）重ねて配置させる結像光学素子は、樹脂により一体成形されていることを特徴とする（２）乃至（４）のいずれかに記載の走査装置。
【００３４】
（７）各光源は複数の発光点を有し、複数の光束により被走査面を同時に走査するマルチビーム光走査装置であることを特徴とする（１）に記載の光走査装置。
【００３５】
（８）光源の波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とする（１）または（７）に記載の光走査装置。
【００３６】
（９）（１）乃至（８）８のいずれかに記載の光走査装置を搭載し、
像担持体を複数有し、像担持体に形成された静電像を各色トナーにより現像し、転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成し、それによりカラー画像を形成可能にした画像形成装置。
【００３７】
（１０）像担持体における走査領域最外測近傍色ずれ検出手段が備えられ、その検出結果に基づき少なくとも１つの結像光学素子の姿勢を制御し、色ずれ補正を行うことを特徴とする（９）に記載の画像形成装置。
【００３８】
（１１）ネットワーク通信機能を有することを特徴とする（９）または）１０）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、複数の光束により被走査媒体上を光走査するマルチビーム画像形成装置に適用可能であり、マルチビーム化により、１つの発光点からの光束により被走査媒体上を光走査する場合に比べ、偏向器の回転速度を下げることができる。しかも、従来、用いられていた偏向器への入射ミラーを装備しないようにして、環境変動の影響が入射ミラーに及ぶことにより入射角度の変化が原因して偏向器で反射点のバラツキが発生する事態を解消することができる。
【００４０】
これにより、偏向器による消費電力を低減でき、発熱量も下げることができる。また、偏向器を構成するモータを小さくすることができ、材料費の削減が図れるようになる。
【００４１】
特に請求項１および２記載の発明においては、異なる被走査面に向け光束を導く結像素子の少なくとも１枚が主走査方向において光軸に対して直交する方向、請求項２記載の発明においては副走査方向において互いにずらして配置されるので、副走査方向の面倒れを矯正できるので、温度変化時の走査線曲がりの発生量を低減させることができる。
【００４２】
請求項３および４記載の発明においては、重ねて配置する走査レンズが主走査方向において光軸を外径形状の中心からずらして他の結像素子と光軸を中心に１８０°反転させて配置され、反転時での副走査方向の位置決め基準を両側に有しているので、反転時での結像素子支持部に対する副走査方向の位置を決めやすくなり、組み付け誤差の低減ができる。
【００４３】
請求項５および６記載の発明においては、接着あるいは樹脂成形による重層構造によって結像素子が構成されるので、簡単な構成とすることができ、しかも接着の際の素子同士の位置決めが請求項４に記載した発明を利用することで簡単に行えることになる。
【００４４】
請求項７記載の発明においては、複数の光源により同時に走査することで偏向器の回転数を低減して走査時間を短くでき、偏向器の駆動用消費電力の低減および発熱量の低減ができる。
【００４５】
請求項８および９記載の発明においては、小径スポットを用いることで高密度化およびそのスポットを用いた場合の色ずれ発生を防止できる。
【００４６】
請求項１０記載の発明においては、像担持体における走査領域最外測近傍に設けられた色ずれ検出手段からの検出結果に基づき結像素子の姿勢を制御することで走査線の曲がりを矯正することにより多色画像を形成する際の走査線の位置ずれによる色ずれの発生を防止できる。
【００４７】
請求項１１記載の発明においては、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続することにより、各出力要求から各画像形成装置の状態（ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等）を知ることができ、一番状態の良い（使用者の希望に一番適した）画像出力装置を選択し、出力を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、本発明による光走査装置の要部構成を説明するための図であり、同図には、４ステーションを走査する光走査装置が示されている。  
図１において光走査装置は、２ステーションずつ２分し、単一のポリゴンミラーの対向する側からビームを入射して、相反する方向に偏向、走査する対向走査方式が用いられている。  
４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４は転写体の移動方向１０５に沿って等間隔で配列され、順次異なる色のトナー像を転写し重ね合わせることでカラー画像を形成する。
【００４９】
図示するように各感光体ドラムを走査する光走査装置は一体的に構成され、ポリゴンミラー１０６により光ビームを走査する。ポリゴンミラーの回転方向は同一であるので、走査方向は対向する側で相反する方向となり、一方の書出し位置ともう一方の書き終わり位置とが一致するように画像を書き込んでいく。なお、光走査装置を構成する各部品は不図示の筐体（光学ハウジング）上に載置される。
【００５０】
図１では、各感光体に対して半導体レーザを一対配備し、副走査方向に記録密度に応じて１ラインピッチ分ずらして走査することにより、２ラインずつ同時に走査するようにしている。
【００５１】
各光源ユニットからのビーム２０１、２０２、２０３、２０４は、光源ユニット毎に射出位置が副走査方向に異なる部位、実施例では光源ユニット１０７、１０８と１０９、１１０との射出位置が所定高さ、実施例では６ｍｍ、だけ異なるよう配備し、光源ユニット１０８と１０９からのビームは、直接ポリゴンミラー１０６へと向かう光源ユニット１０７と１１０からのビームに主走査方向を近接させてポリゴンミラー１０６に入射される。
【００５２】
シリンダレンズ１１３、１１４、１１５、１１６は、一方を平面、もう一方を副走査方向に共通の曲率を有し、ポリゴンミラー１０６の偏向反射点までの光路長が等しくなるように配備してあり、各光ビームは偏向面で主走査方向に線状となるように収束され、後述する第１走査レンズとアナモフィックレンズから成る結像光学系との組み合わせで、偏向反射点と感光体面上とを副走査方向において共役関係とすることで面倒れ補正光学系をなす。
【００５３】
光軸変更手段１１７、１１８、１１９は、基準色を除くステーション（実施例では、光源ユニット１０９からのビーム以外）に配備され、各光束の走査位置を安定的に保持（補正）する。
【００５４】
ポリゴンミラー１０６は６面ミラーで、実施例では２段に構成され、偏向に用いていない中間部をポリゴンミラーの内接円より若干小径となるように溝を設けて風損を低減した形状としている。１層の厚さは約２ｍｍである。尚、上下のポリゴンミラーの位相は同一である。
【００５５】
第１レンズ１２０、１２１は、各々、主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、各ビーム毎に配備されるアナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４、１２５とにより結像光学系を構成し、各ビームを感光体面上にスポット状に結像し、潜像を記録する。
【００５６】
各色ステーションは、ポリゴンミラーから感光体面に至る各々の光路長が一致するように、また、等間隔で配列された各感光体ドラムに対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚、実施例では１ステーションあたり３枚ずつ、の折り返しミラーが配置される。
【００５７】
各色ステーション毎に光路を追って説明すると、光源ユニット１０７からのビーム２０１は、光軸変更手段１１７、シリンダレンズ１１３を介し、ポリゴンミラー１０６の上段で偏向された後、ｆθレンズ１２０の上段を通過し、折り返しミラー１２６で反射されてアナモフィックレンズ１２２を通過し、折り返しミラー１２７、１２８で反射されて感光体ドラム１０２に導かれ、第２のステーションとしてマゼンタ画像を形成する。
【００５８】
光源ユニット１０８からのビーム２０２は、光軸変更手段１１８、シリンダレンズ１１４を介して、ポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後、第１レンズ１２０の下段を通過し、折り返しミラー１２９で反射されてアナモフィックレンズ１２３を通過し、折り返しミラー１３０、１３１で反射されて感光体ドラム１０１に導かれ、第１のステーションとしてイエロー画像を形成する。
【００５９】
ポリゴンミラーに対称に配備された対向するステーションについても同様で、光源ユニット１０９からのビーム２０３は、ポリゴンミラー１０６の下段で偏向され、折り返しミラー１３２、１３３、１３４で反射されて感光体ドラム１０４に導かれ、第４のステーションとしてブラック画像を、また、光源ユニット１１０からのビーム２０４は、ポリゴンミラー１０６の上段で偏向され、折り返しミラー１３５、１３６、１３７で反射されて感光体ドラム１０３に導かれ、第３のステーションとしてシアン画像を形成する。
【００６０】
図２に走査光学系の主走査方向を見た状態を模式的に示した図を示す。  
半導体レーザ１から射出した光束は、カップリングレンズ２により集光され、開口絞り３でビーム整形された後、ポリゴンミラー９の偏向反射面９Ａ近傍に主走査方向に長い線像を形成する線像光学素子であるシリンドリカルレンズ４に導かれる。ポリゴンミラーに偏向された光束は走査光学系であるレンズ１０Ａと１１Ａにより被走査面である感光体１２Ａ上に光スポットとして集光され、ポリゴンミラーの回転に伴い感光体１２Ａ上を走査する。
【００６１】
同様に、半導体レーザ５から射出した光束は、カップリングレンズ６、開口絞り７、シリンドリカルレンズ８を経由して、ポリゴンミラー９に導かれ、走査光学系であるレンズ１０Ａ及び１１Ａと重ねて配置される１０Ｂ及び１１Ｂにより、異なる感光体１２Ｂ上を光スポットとして偏向走査する（レンズ１０Ａ及び１１Ａと、１０Ｂ及び１１Ｂは副走査方向、つまり図面と直交する方向に重ねて配置される）。
【００６２】
光源である半導体レーザ１から射出した光束と、半導体レーザ５から射出した光束は、主走査方向において図のように開き角を有しており、異なる感光体への独立した光路が形成されるようになっており、走査レンズ１０及び１１の光軸（感光体１２と直交する）に対する角度θ１及びθ２が異なる値となっている。つまり、異なる感光体（被走査面）に導かれる光束は、主走査方向において開き角を有して偏向器であるポリゴンミラーに入射する。
【００６３】
以下、実施例による結果を示す。  
走査光学系の緒言は表１のとおりでレンズ１０Ａと１０Ｂ、及び１１Ａと１１Ｂは同じである。  
【００６４】
【表１】
2008122706.tif 000003
【００６５】
Ｒｘは主走査方向の曲率半径、Ｒｙは副走査方向の曲率半径である。
【００６６】
Ｄはレンズ間隔、Ｄ０は偏向反射面９Ａとレンズ１０の間隔である。
【００６７】
Ｎは屈折率で、波長はλ＝７８０ｎｍである。レンズ１０の第１面は球面、第２面は主走査方向にのみ曲率を有すシリンダ面、レンズ１１の第１面は副走査方向にのみ曲率を有すシリンダ面、第２面は主走査方向と副走査方向で曲率の異なるトロイダル面である。
【００６８】
図３に、θ＝５０°の場合（●でプロット）と、θ＝７０°の場合（▲でプロット）の像面湾曲を示す。点線が主走査方向、実線が副走査方向である。θ＝５０°は、主走査方向、及び副走査方向とも像高±１５０ｍｍの範囲でバランスよく集光している。θ＝７０°は、主走査方向は略同等の結像性能であるが、副走査方向は像面の倒れ（回転）が生じてしまい、結像性能の劣化を起こしている。この理由は、ポリゴンミラーの反射点バラツキ（サグ）を、θ＝５０°は良好に補正しているのに対し、θ＝７０°は補正できていないからである。
【００６９】
これに対しては、走査光学系を主走査方向においてレンズ光軸と直交する方向にシフトさせることで補正が可能であることは、例えば、本願出願人の先願である、特許第２９９４７９９号によって明らかにされており、重ねて配置しているレンズをどちらもシフトしてしまうと、θ＝７０°は補正されるが、θ＝５０°は逆に副走査方向の像面の倒れが生じてしまい、結像性能の劣化を起こしてしまう。
【００７０】
そこで、本発明では、θ＝７０°のみシフトさせることを提案している。  
実施例において、θ＝７０°をＳ＝＋２．５６ｍｍシフトさせたときの像面湾曲を図３に■でプロットして示す。  
θ＝７０°のみシフトさせる場合は、θ＝５０°（●でプロット）と、θ＝７０°（■でプロット）は共に良好な性能を得ることができる。これが請求項１記載の発明の特徴である。
【００７１】
なお、上記で重ねて配置と記載したが、図１に示すようなレイアウトの場合はレンズ１０が副走査方向に重ねて配置されることになる。このことが請求項２記載の発明の特徴である。
【００７２】
図４に、レンズが副走査方向に重ねて配置される状態を模式的に示す。  
図４（Ａ）は主走査方向から見た図であり、図４（Ｂ）は副走査方向から見た図である。
【００７３】
上段のレンズ光軸（ａ）と、下段のレンズ光軸（ｂ）は、レンズをレンズ光軸と直交する方向にシフトさせているため、図示のようにずれている。そのため、長手方向の長さｄはレンズ単体の長さより長くなってしまう。
【００７４】
そこで本発明においては、図５に示すように上段のレンズ不要部分をカットし、レンズ光軸に対して非対称な形状とする。  
下段のレンズの緒言は上段のレンズの緒言と同じため、図５（Ｂ）に示すように、レンズ光軸を回転中心として上下反転させ、配置する。
【００７５】
上述した原理に基づき下段のレンズを配置した状態が図６に示されている。  
上段、下段とも不要部分をカットしているため、長手方向の長さｄ’はｄより短くすることができ、小型化を図ることができるようになる。これが請求項３記載の発明の特徴である。
【００７６】
上下反転して配置するためには、図５（Ｂ）に示すレンズの両側面（ｃ）及び（ｃ’）が位置決め基準を有していると、レンズを反転して組付ける際のレンズ支持部に対する副走査方向の位置を決められるようになり、組付け誤差の低減を図ることができるようになる。これが請求項４記載の発明の特徴である。
【００７７】
図７は、本発明における上下段に配置したレンズの保持方法を示している。  
図７（１）は板金等の支持部（ｅ）の上に上段のレンズが配置され固定される例である。  
この場合、下段のレンズは支持部（ｅ）に固定されても良いし、不図示のレンズ下面を支持する支持部材上に固定されてもよいが、支持部（ｅ）上に上下段のレンズが支持されるように構成すれば、上下段間のレンズの組付公差は支持部（ｅ）の加工誤差のみになり、相対的な位置関係は制御しやすい。
【００７８】
図７（２）は上下段のレンズを接着剤にて接着層（ｆ）にて接着固定する例である。この場合の支持部は下段のレンズの下面になるが、上下段のレンズの両側面（ｃ）及び（ｃ’）が位置決め基準を有す構成にすることにより、上下段のレンズ位置を高精度に位置決めすることができ、接着による不具合は発生しないようにできる。これが請求項５記載の発明の特徴である。
【００７９】
図７（３）は上下段のレンズを樹脂を材料として、一体的に成形し形成する例である。上下段のレンズを一体的に成形する事により、レンズの配置誤差を金型の加工レベルまで低減することができる。また、組付けも上下段を一体的に組付けることができ、構造的にも簡単な構成にすることもできる。これは請求項６記載の発明の特徴である。
【００８０】
図８には、アナモフィックレンズの支持筐体の構成が示されている。  
アナモフィックレンズ３０５は、樹脂製でレンズ部を囲うようにリブ部３０６が形成され、中央部には位置決め用の突起３０７が形成されている。
【００８１】
支持板３０１は板金でコの字状に形成され、アナモフィックレンズ３０５の突起３０７を立曲げ部に形成した切欠３１１に係合し、また、リブの下面を立曲げ部３１０に突き当てて位置決めし、一対の板ばね３０３によりリブの上面より付勢して両端を保持する。  
板ばね３０３はアナモフィックレンズ３０５を支持板３０１に重ね合わせた状態で外側よりはめ込み、一端を開口３１３から内側に出し開口３１４に挿入して固定する。
【００８２】
中央部にはネジ穴３１２に調節ネジ０８を螺合し、板ばね３０２を同様に外側よりはめ込んで下側リブの内側に３１７と３１８を引っ掛けて同様に固定し、調節ネジ３０８にリブの下面が当接するように付勢する（図９、図９のＡ−Ａで切った断面図Ａ−Ａ参照）。
【００８３】
このような構成により、調節ネジ３０８によりアナモフィックレンズ３０５に働く押圧力と、板ばね３０２により働く弾性力とが互いに逆方向に働くようにし微妙な調整を可能にしている。
【００８４】
板ばねの穴３１９は調節ネジ３０８を貫通する穴である。実施例では中央部とレンズ端部の間にも同様に、調節ネジ３０８を配備しているが、中央部のみでも良い。
【００８５】
図９は、アナモフィックレンズの装着状態を光軸方向からみた図を示している。  
アナモフィックレンズ３０５は両端を立曲げ部３１０の縁で、中央を調節ネジ３０８で支持され、調節ネジ３０８の突出し量が立曲げ部３１０に足りない場合には、アナモフィックレンズの母線３１２が下側に凸となるよう反る。逆に突出し量が超えると上側に凸に反る。  
従って、調節ネジを調整することによってアナモフィックレンズの姿勢を調整されて焦線が副走査方向に湾曲され、走査線の曲がりが補正できる。
【００８６】
一般に、走査線の曲がりは光学系を構成する光学素子の配置誤差や成形時の反り等に起因し、これをキャンセルする方向にアナモフィックレンズ３０５を湾曲させることによって直線性を矯正すること、つまり、各走査線間の曲がりの方向と量を揃えることができる。
【００８７】
ところで、画像形成装置の機内温度変化が生じると、アナモフィックレンズ３０５は膨張または伸縮を生じる。  
その際に、アナモフィックレンズ３０５は板ばね３０３のばね力により両端部を固定されることにより、自由膨張または伸縮が妨げられ、その結果、引張応力または圧縮応力が発生する。  
板ばね３０２が無い場合には、この応力の発生によりアナモフィックレンズ３０５は上側または下側に反り、二次曲線状に走査線曲がりが発生する。
【００８８】
このような現象に対しては、板ばね３０２と調整ネジ３０８の間に働く力により対応する。  
調節ネジ３０８によりアナモフィックレンズ３０５に働く押圧力と、板ばね３０２により働く弾性力が、上記引張応力または圧縮応力による反りの発生を打ち消す（板ばね３０３のばね力に打ち勝つ）強度にし、板ばね３０３で発生する摩擦力に打ち勝ち、アナモフィックレンズ３０５の膨張または伸縮を補助するように構成することにより、上記二次曲線状の走査線曲がりの発生を抑制することが可能になる。
【００８９】
別の解決方法としては、アナモフィックレンズ３０５の板ばね３０３と当接する部分を滑りやすくすることにより摩擦力を小さくし、引張応力または圧縮応力を小さくしても良い。  
その方法としては、アナモフィックレンズ３０５の当接部位の面精度を上げる、硬度を上げる、潤滑材を塗布しておく、平滑性の良い部材を当接部位にインサートしておく、等により対応可能である。
【００９０】
なお、上記した調節ネジは基本的には中央部１箇所に配備すれば二次曲線状の走査線曲がりは補正できるが、主走査方向に沿った複数箇所に配備し、中央部と立曲げ部３１０との中間の計３箇所に配備することにより、中央部の押圧力および弾性力と、両端部の摩擦力による引張応力または圧縮応力とによりＭ型やＷ型の曲がりが発生するような場合についても補正が可能となる。
【００９１】
図８において、アナモフィックレンズを装着した支持板は、端部に形成された突起３１８を光学ハウジング側に設けられた位置決めガイド３２４の間の３２７に勘合して位置決めを行い、図中下向きに付勢するよう両端の光学ハウジングに設けられた支持部３２８に取り付けられた板ばね３２６を架橋して支持する。  
支持板３０１の端部３２０及び３２３と、位置決めガイド３２４及び３２５は“Ｏ”を中心とした円弧に沿う形状をしており、板ばね３２６により対応する部分どおしがそれぞれ当接するように支持される。
【００９２】
ステッピングモータ３１５は光学ハウジングに固定され、シャフトの先端に形成された送りネジを可動筒３１６のネジ穴に螺合し、支持板の一端に形成された切欠３２１と可動筒３１６の凹部とを嵌合させることで、ステッピングモータ３１５の回転により副走査方向（アナモフィックレンズの高さ方向）に変位可能としている。
【００９３】
これにより、ステッピングモータ３１５の正逆回転に追従してアナモフィックレンズ３０５は光軸と直交する面内で“Ｏ”（図９参照）を回転中心として回動調節γでき、それに伴って副走査方向におけるアナモフィックレンズの母線が傾いて、アナモフィックレンズ透過後の結像位置としての走査線が傾けられる。
【００９４】
なお、実施例では、調節ネジ３０８は基準となる第４のステーションを含めた全てのアナモフィックレンズに配備され、製造時に基準となる走査線曲がりの方向と量に揃うように、その他のステーションの走査線を合わせており、この状態を保ったまま、上記した傾き調整が行えるようにしている。
【００９５】
図１において、画像記録領域の走査開始側および走査終端側には、フォトセンサを実装した基板１３８、１３９および１４０、１４１が配備され、各ステーションにおいて走査されたビームを検出する。
【００９６】
実施例では、基板１３８、１４０は同期検知センサとなし、この検出信号を基に各々書き込み開始のタイミングをはかるよう共用している。
【００９７】
一方、基板１３９、１４１は終端検知センサをなし、同期検知センサとの検出信号の時間差を計測することで走査速度の変化を検出し、検出された走査速度の変化に対して、各半導体レーザを変調する画素クロックの基準周波数を反比例倍して再設定することで、各ステーションによって記録された画像の転写ベルト上での全幅倍率を安定的に保持することができる。
【００９８】
また、いずれかのセンサを図１０に示すように主走査方向に垂直なフォトダイオード１５２と非平行なフォトダイオード１５３とで構成することにより、フォトダイオード１５２からフォトダイオード１５３に至る時間差Δｔを計測することで、光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出できる。
【００９９】
副走査位置のずれΔｙはフォトダイオード１５３の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・Δｔ
で表され、実施例では、Δｔが常に一定となるように、後述する光軸変更手段を用いて保持することにより、各色画像の副走査レジストがずれないよう照射位置を制御することができる。
【０１００】
さらに、上記センサを走査開始側と走査終端側のいずれにも配備するようにすれば、各端の副走査位置ずれの差、つまり走査線の傾きが検出でき、その検出結果を基に制御することができる。これが請求項１０記載の発明の特徴である。
【０１０１】
つまり、上述した走査線の傾きは色ずれの原因となる要素であり、本実施例では、図１に示すように、転写ベルト１０５に形成されたトナー像の検出パターンを用いて主走査倍率、副走査レジスト、走査線の傾きを対象としてそれぞれ基準となるステーションからのずれを判別して色ずれの発生を防止するようになっている。上記検出対象の検出結果に基づきレンズの姿勢補正を行うことで色ずれの発生を防止するようになっている。
【０１０２】
前述した光軸の補正制御は、例えば、装置の立ち上げ時やジョブ間等のタイミングで行ない、１ジョブのプリント枚数が多くなる場合には、その間の温度変化によるずれを抑えるために、途中で割り込みをかけて補正がかけられる。
【０１０３】
色ずれ検出手段は、図１において、照明用のＬＥＤ素子１５４と反射光を受光するフォトセンサ１５５、および一対の集光レンズ１５６とからなり、本例では、左右両端２ヵ所に配備され、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー像を主走査方向から約４５°傾けて、所定ピッチで並列させたシェブロンパッチと呼ばれるラインパターン群１４１０を形成し、転写ベルト１０５の移動に応じて基準色であるブラックとの検出時間差を読み取っていく。走査線の傾きずれについては、両端の副走査レジスト差より求め、前記した走査線（アナモフィックレンズ）の傾き調整手段を駆動し補正する。
【０１０４】
ところで、近年、高密度化達成のために半導体レーザ（ＬＤ）の発振波長の短波長化が成されてきている（被走査面上のビームスポット径は光源の波長に比例するため）。
【０１０５】
従来、一般に波長７８０ｎｍのＬＤが広く使われてきたが、上記目的のため波長５００ｎｍ以下のＬＤが使われ始めている。例えば、４０５ｎｍ／７８０ｎｍ＝０．５５であり、約１／２に小径化が可能になる。これは請求項８記載の発明の特徴である。
【０１０６】
上述した波長５００ｎｍ以下のＬＤは、波長７８０ｎｍのＬＤと構成材質が異なり、波長７８０ｎｍのＬＤの構成材質は一般にＡｌＧａＡｓ系から構成されるが、波長５００ｎｍ以下のＬＤはＧａＮ系等から構成される。そのため、波長７８０ｎｍのＬＤより発熱量が大きく、ドループ特性の劣化を引き起こしやすい。よって、短波長（５００ｎｍ以下）のＬＤを実用化するためには、ＬＤの発熱量を小さくする必要がある。
【０１０７】
ＬＤの発熱量を小さくするためにはＬＤの発振出力を小さくすればよく、そのためには複数のＬＤを組み合わせたマルチビーム光源ユニットを構成すればよい。本実施例の場合は、２つの光源である半導体レーザを組み合わせ２本の光束により感光体ドラムを走査しているため、１つの場合の半分の出力でよい。
【０１０８】
マルチビーム光源ユニットとして、複数の光源（ＬＤ）で光源部を構成し、光源部を複数個組み合わせることにより、感光体上を走査する光束の数をさらに増やす（例えば４本）ことができる。これは請求項７記載の発明の特徴である。
【０１０９】
これにより、画像形成装置の出力速度の向上を図ることができる。また、逆に出力速度を変えない場合は、偏向器の回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減、発熱量の低減、等環境に対し配慮した書込光学系を構成することが可能になる。
【０１１０】
上記実施例では光源として半導体レーザ（ＬＤ）により説明を行ったが、「複数の発光点をモノリシックにアレイ配列した半導体レーザアレイ」（ＬＤＡ）を光源として用いる事により、同等の効果を得ることができる。複数の発光点から射出する発散光束を共通のカップリングレンズによりカップリングし、その組みを複数組合せて光源部を構成すればよい。  
また、光源として、「複数の発光点を２次元的にアレイ配列した面発光レーザアレイ」を用いマルチビーム光源ユニットを構成しても良い。
【０１１１】
以上のようなマルチビーム光源ユニットを搭載することにより、マルチビーム光走査装置を構成することができる。
図１１は上記光走査装置を搭載した画像形成装置、つまり請求項９記載の発明に係る実施例を示す。  
感光体ドラム９０１の周囲には感光体を高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、光走査装置９００により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ９０３、現像ローラにトナーを補給するトナーカートリッジ９０４、ドラムに残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース９０５が配置される。感光体ドラムへは上記したようにポリゴンミラー１面毎の走査により複数ライン、図１の例では２ライン同時に画像記録が行われる。
【０１１２】
画像形成ステーションは転写ベルト９０６の移動方向に並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。各画像形成部はトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。
【０１１３】
一方、記録紙は給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８により供給され、レジストローラ対９０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、転写ベルトよりカラー画像が転写されて、定着ローラ９１０で定着して排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排出される。
上記実施例では光走査装置を一体的に構成したが、光走査装置を各色に対応した別体として構成してもよいし、光走査装置を２体として構成しても良い。
【０１１４】
このような構成とすることにより、感光体が１つだけのタイプの画像形成装置、すなわち４色に対応して４回の書き込みが必要な画像形成装置と比較して、４倍の速度で画像を形成することが可能となる。
【０１１５】
さらに本発明の画像形成装置と電子演算装置（コンピュータ等）、画像情報通信システム（ファクシミリ等）等とをネットワークを介し接続通信することにより、１台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態（ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等）を知ることができ、一番状態の良い（使用者の希望に一番適した）画像出力装置を選択し、出力を行うことができるようになる。これは請求項１１記載の発明の特徴である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明による光走査装置の要部構成を説明するための図である。
【図２】本発明による光走査装置における走査光学系の主走査方向を見た状態を模式的に示した図である。
【図３】本発明による光走査装置での原理を説明するために入射ビームのずれ量と走査位置（像高）との関係を示す線図である。
【図４】本発明による光走査装置に用いられるレンズが副走査方向に重ねて配置される状態を模式的に示す図である。
【図５】図４に示したレンズのうちで上段のレンズ不要部分をカットし、レンズ光軸に対して非対称な形状と下状態を模式的に示す図である。
【図６】本発明による光走査装置に用いるために重ねられたレンズのうちで、下段のレンズを対象として、レンズ光軸を回転中心として上下反転させて配置した状態を模式的に示す図である。
【図７】本発明による光走査装置に用いられるレンズを上下段に配置した状態で保持する方法を模式的に示す図である。
【図８】本発明による光走査装置に用いられるアナモフィックレンズの支持筐体の構成を説明するための斜視図である。
【図９】アナモフィックレンズの装着状態を光軸方向からみた支持筐体の部分断面図および、Ａ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図１０】光ビームの副走査位置のずれを検出するセンサの検知原理を説明した図である。
【図１１】光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  光学筐体
１０１、１０２、１０３、１０４  感光体ドラム
１０５  転写ベルト
１０６  ポリゴンミラー
１０７、１０８、１０９、１１０  光源ユニット
１１３、１１４、１１５、１１６  シリンダレンズ
１１７、１１８、１１９  光軸変更手段
１２０、１２１  ｆθレンズ
１２２、１２３、１２４、１２５  アナモフィックレンズ
１２６〜１２８  折り返しミラー
１３８〜１４１  同期センサをなす基板
１５０  液晶偏向光学素子
１５４  ＬＥＤ素子
１５５  フォトセンサ
１５６  集光レンズ
２１５  偏向器
５０１、５０２  半導体レーザ（ＬＤ）
【図１】
2008122706.tif 000004
【図２】
2008122706.tif 000005
【図３】
2008122706.tif 000006
【図４】
2008122706.tif 000007
【図５】
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【図６】
2008122706.tif 000009
【図７】
2008122706.tif 000010
【図８】
2008122706.tif 000011
【図９】
2008122706.tif 000012
【図１０】
2008122706.tif 000013
【図１１】
2008122706.tif 000014