(57)【要約】  【課題】使用環境の変化に起因する光学筐体の変形に伴うミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角の変化、及び結像レンズや結像ミラー等の走査光学素子の配設位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変化すること伴い発生する走査線曲がり及びその変動を少なく抑えることが可能な光走査装置を提供する。  【解決手段】環境変化時における光学筐体の変形に伴うミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角と最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の偏向走査面と直交する方向に対する変化量とが式ΔＺ＝Ｋ×２・Δψを満足する構成とした。ただし、ΔＺ：最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の配置位置の偏向走査平面と直交する方向への変化量、Ｋ：ミラーと最も被走査媒体側に配置される結像光学素子との光学的距離、Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角変化量とする。【選択図】図３
2008076561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光束を偏向する偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学素子と、前記光源と前記偏向器との間に配設され前記光源からの光束を前記偏向器に導くミラーと、これらを収納する筐体とを有する光走査装置において、
環境変化時における前記筐体の変形に伴う前記ミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角と最も被走査媒体側に配置される前記結像光学素子の偏向走査面と直交する方向に対する変化量とが下式を満足することを特徴とする光走査装置。
ΔＺ＝Ｋ×２・Δψ
ただし、
ΔＺ：最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の配置位置の偏向走査平面と直交する方向への変化量
Ｋ：ミラーと最も被走査媒体側に配置される結像光学素子との光学的距離
Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角変化量
とする。
【請求項２】
光源と、前記光源からの光束を偏向する偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学素子と、前記光源と前記偏向器との間に配設され前記光源からの光束を前記偏向器に導くミラーと、これらを収納する筐体とを有する光走査装置において、
環境変化時における前記筐体の変形に伴う前記ミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角と最も被走査媒体側に配置される前記結像光学素子の偏向走査面と直交する方向に対する変化量とが下式を満足することを特徴とする光走査装置。
│Ｋ×２・Δψ−ΔＺ│≦１．５
ただし
ΔＺ：最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の配置位置の偏向走査平面と直交する方向への変化量
Ｋ：ミラーと最も被走査媒体側に配置される結像光学素子との光学的距離
Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角変化量
とする。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、
前記ミラーの支持部近傍に前記筐体の固定部を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の光走査装置において、
ビームスポット位置ずれ検出手段を有し、該ビームスポット位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記結像光学素子の姿勢を制御してビームスポット位置ずれ補正を行うことを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光源は複数の発光点を有し、被走査面を複数の光束が同時に走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
像担持体を複数有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を複数色のトナーにより現像し、各トナー像を転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
色ずれ検出手段を有し、該色ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記結像光学素子の姿勢を制御して色ずれ補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、
ネットワーク通信機能を有す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、デジタル複写装置やレーザプリンタ等の多色画像形成装置に関し、詳しくは画像の書き込みを行う光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光束を回転多面鏡（ポリゴンミラー）等の光偏向手段により偏向させ、偏向された光束を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が、光プリンタ、光プロッタ、デジタル複写装置等の画像形成装置に関連して広く知られている。この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き込みを行う画像書き込み工程が採用されているが、画像形成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、光走査の良否は光走査装置での主走査方向及び副走査方向の走査特性に依存する。
【０００３】
上述した主走査方向の走査特性の一つとして走査等速性が挙げられる。例えば、光偏向手段として回転多面鏡を用いる場合、光束の偏向は等角速度的に行われるため、走査等速性を実現するために走査結像光学系としてｆθ特性が補正されているものを用いている。しかし、走査結像光学系に要求される他の性能との関係もあり、ｆθ特性を完全に補正することは容易ではない。このため実際の走査光学系では、光走査が完全に等速的に行われることはなく、走査特性としての等速性は理想の等速走査からのずれを伴っている。
【０００４】
副走査方向の走査特性としては、走査線曲がりや走査線の傾き等が挙げられる。走査線は被走査面上における光スポットの移動軌跡であり、直線であることが理想とされ光走査装置の設計も走査線が直線となるように行われるが、実際には光学素子や機械部品の加工誤差や組み立て誤差等に起因して走査線の曲がりが発生してしまう。また、走査結像光学系として結像ミラーを用い、偏向光束の結像ミラーへの入射方向と反射方向との間で副走査方向に角度を持たせる場合には原理的に走査線の曲がりが発生し、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合でも被走査面を副走査方向に分離した複数の光スポットで光走査するマルチビーム走査方式では走査線の曲がりが不可避である。走査線の傾きは、走査線が副走査方向に対して直交しない現象であり、走査線曲がりの一種である。従って、以下の説明においては特に断らない限り走査線の傾きを走査線曲がりという表現に含めて説明する。
【０００５】
画像がいわゆるモノクロで単一の光走査装置により画像が書き込み形成される場合には、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、このような画像の歪みは少ないほどよい。モノクロ画像とは別に、マゼンタ、シアン、イエロの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ことは従来カラー複写装置等において行われている。このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、色成分毎の画像を色成分毎の感光体に形成する、いわゆるタンデム型と呼ばれる画像形成方式がある。この画像形成方式では、光走査装置相互の感光体に対する走査位置のばらつき、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てしまうという問題点がある。
【０００６】
この問題点を解決するため、走査線の曲がりや傾きを低減させるべく、長尺レンズを複数の支点を支持点として湾曲させたり副走査方向に傾けたりして走査線曲がり及び走査線傾きを補正する技術が、例えば「特許文献１」に開示されている。また、光学素子を補強する方法として、ミラーの裏面にガラス材からなる補強板を制振部材で貼り付ける技術が例えば「特許文献２」に、レンズの側面に板ガラスを接着する技術が例えば「特許文献３」にそれぞれ開示されている。また、光学ハウジングの変形を低減させる技術として、光学ハウジングの底板と周壁との突き合わせ部分に斜面を設けフレームに固定する構成が例えば「特許文献４」に、光学ハウジング内部の熱に対する技術として、回転多面鏡の発熱により温められた空気を回転多面鏡の回転により撹拌して光学ハウジング内部及び内部の各光学素子を速やかに温めてハウジングの変形を低減する構成が例えば「特許文献５」にそれぞれ開示されている。さらに、光源部をベース部材上に載置してベース部材の一部を光学ハウジングの外部に露出させて放熱する技術が例えば「特許文献６」に開示されている。
【０００７】
カールソンプロセスを用いた画像形成装置では、感光体ドラムの回転に従って潜像形成工程、現像工程、転写工程が行われる。従って、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配設し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねる多色画像形成装置では、感光体ドラムの偏心や径のばらつきによる潜像形成から転写までの時間、各色の感光体ドラム間における間隔の差、転写ベルトや転写紙等の転写体を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行により、各トナー像の副走査方向におけるレジストずれにより色ずれや色変わりが発生して画像品質が劣化してしまう。同様に光走査装置においても、感光体ドラムに形成する静電潜像の主走査倍率及び書き込み位置を正確に合わせなければ、レジストずれが発生して色ずれや色変わりの要因となる。
【０００８】
従来、上述のレジストずれは、光走査装置によるもの光走査装置以外によるものの区分けなく、例えば「特許文献７」あるいは「特許文献８」あるいは「特許文献９」に開示されているように、転写体に記録されたレジストずれ検出パターンにより装置の立ち上げ時やジョブ間等において定期的に検出し、副走査方向についてはポリゴンミラー１面おきで書き出しのタイミングを合わせることにより先頭ラインの位置を補正し、主走査方向については走査始端で発生する同期検知信号のタイミングを調節することにより書き出し位置を補正すると共に、例えば「特許文献１０」に開示されているように、走査始端から走査終端に至る走査時間を検出することにより画素クロックの周波数を合わせる等により各色間の全幅倍率を合わせている。
【０００９】
一方、上述の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考えられるが、軸受寿命に限界があり熱や振動の発生を抑えることが困難であることから、より低い回転数で複数のビームを同時に走査することにより高速化及び高密度化を実現可能なマルチビーム光源を用いる方式が提案されている。しかし、マルチビーム光源は光源間のピッチ誤差や波長差があるため、複数のラインを一組として個別にレジストずれ検出を行うことで光源間のずれを回避する技術が、例えば「特許文献９」に開示されている。また、多色画像形成装置に対応した光走査装置の一例として、各色に対応する光源からの光ビームを単一のポリゴンミラーで一括して走査し、各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が、例えば「特許文献１１」に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２５８１８９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２７６７号公報
【特許文献３】特開２０００−２４１７３３号公報
【特許文献４】特開２００１−２２８４２６号公報
【特許文献５】特開平１１−１８４３５６号公報
【特許文献６】特開２００５−２５７８２５号公報
【特許文献７】特公平７−１９０８４号公報
【特許文献８】特開２００１−２５３１１３号公報
【特許文献９】特開２００３−１５４７０３号公報
【特許文献１０】特開平９−５８０５３号公報
【特許文献１１】特開２００２−１４８５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、かつコストも低い樹脂材料で製作された結像光学系が多用されている。このような樹脂材料からなる結像光学系では、温度や湿度の変化による影響を受けて光学特性が変化し易く、この光学特性の変化は走査線の曲がり具合や等速性をも変化させる。このため、例えば数十枚のカラー画像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、これに伴い光書き込み装置内の温度上昇によって光学ハウジングの光学素子受け面の位置精度が劣化すると、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したりすることにより、感光体上の走査位置が経時的にずれてしまうという不具合が発生する。この結果、結像光学系の光学特性が変化し、各光書き込み装置の書き込む走査線の曲がり具合や等速性が次第に変化し、走査位置ずれに起因する色ずれが生じ、画像形成初期に得られたカラー画像と画像形成終期に得られたカラー画像とで色合いが全く異なってしまうという問題点がある。
【００１２】
走査光学系として代表的なｆθレンズ等の走査結像レンズは、一般に副走査方向における偏向光束が入射しない部分であるレンズ不要部分をカットし、主走査方向に長い短冊形レンズとして形成される。走査結像レンズが複数枚のレンズで構成される場合、配設位置が光偏向手段から離れるほど主走査方向のレンズ長が大きくなり、１００ｍｍ程度ないし２５０ｍｍ以上の長さを有する長尺レンズが必要となる。このような長尺レンズは一般に樹脂材料を用いて形成されるが、外界の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。このような長尺レンズの反りは、上述した走査線曲がりの原因となる。
【００１３】
光走査装置は光源から射出された光束を偏向走査するため、複数の反射面を有する多面鏡を高速で回転させ回転多面鏡として用いることにより被走査面上を光走査している。このため回転多面鏡が発熱し、その熱を原因として光走査装置を構成する各光学素子を収容する光学筐体（光学ハウジング）が熱変形を起こし、その内部に配置されるミラーの傾き角（偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角）あるいは走査光学素子（結像レンズ及び結像ミラー等）の配設位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変化し、被走査面上を走査するビームの走査線曲がりが発生してしまう。
【００１４】
光学ハウジングの変形に対しては、上述したように「特許文献４」あるいは「特許文献５」あるいは「特許文献６」に開示された技術が提案されている。しかし「特許文献４」に開示された技術では、ハウジングの変形については考慮されているものの、内部の光学素子（ミラーの傾き角変化や光学素子の位置変動）については考慮されておらず、温度変化による光学素子の配設位置変化には対応できていない。また「特許文献５」に開示された技術では、回転多面鏡の発熱により温められた空気を回転多面鏡の回転により撹拌して光学ハウジング及び内部の各光学素子を速やかに温めることによりハウジングの変形を低減しているが、ハウジングの温度が変化するとハウジングの熱膨張と固定部による自由膨張の阻害によりハウジングが変形するため、内部の熱を撹拌しても根本的な解決とはならない。さらに「特許文献６」に開示された技術では、光源部をベース部材上に載置してベース部材の一部を光学ハウジングの外部に露出させて放熱させているが、光源部の発熱に対しては考慮されているものの、光学ハウジング内で最も発熱量の大きい回転多面鏡の発熱に対しては考慮されておらず、また「特許文献６」に開示された技術を光学ハウジング全体に展開する場合にはハウジングを例えばアルミ合金等の金属で構成する例が挙げられているが、その場合にはコストアップしてしまうという問題点がある。
【００１５】
「特許文献１１」に開示されているように、感光体ドラムへと向かう光ビームは各異なる経路を通過するように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。走査位置のずれは転写体に記録されたレジストずれ検出パターンにより装置の立ち上げ時やジョブ間等において定期的に検出がなされて補正されるが、上述したように画像形成動作に伴う定着装置あるいはポリゴンモータ等からの発熱により照射位置がさらに変動するため、１つのジョブにおける画像形成枚数が多い場合には徐々に色ずれや色変わりが発生してしまうという問題点がある。特に「特許文献１１」に開示されているように、ポリゴンスキャナを挟んで対向する位置に光学系を配置する場合には走査方向が相反するため、主走査倍率の変動によって書き出し位置がずれ、さらに光学ハウジングの歪みによって各色間の走査位置がずれるため、色ずれや色変わりが生じ易い。
【００１６】
この対策として、常に温度を観測し温度変化が所定値に達した場合、あるいは所定の画像形成枚数を超えた場合に画像形成動作を途中で停止し、再度照射位置のずれを補正し直すことにより対応しているが、レジストずれ検出パターンの作成から補正、及び再度検出パターンを作成して補正チェックまで行うことを考慮すると、その工程を終了するまでには数分間を費やすために生産性が低下すると共に、検出パターンの作成によりトナーが無駄に消費されてしまうため、補正の頻度は最小限に抑えることが望ましい。
【００１７】
本発明は上述の問題点を解決し、使用環境の変化に起因する光学筐体の変形に伴うミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角の変化、及び結像レンズや結像ミラー等の走査光学素子の配設位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変化すること伴い発生する走査線曲がり及びその変動を少なく抑えることが可能な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】
【００１８】
請求項１記載の発明は、光源と、前記光源からの光束を偏向する偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学素子と、前記光源と前記偏向器との間に配設され前記光源からの光束を前記偏向器に導くミラーと、これらを収納する筐体とを有する光走査装置において、環境変化時における前記筐体の変形に伴う前記ミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角と最も被走査媒体側に配置される前記結像光学素子の偏向走査面と直交する方向に対する変化量とが式ΔＺ＝Ｋ×２・Δψを満足することを特徴とする光走査装置。
ただし、ΔＺ：最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の配置位置の偏向走査平面と直交する方向への変化量、Ｋ：ミラーと最も被走査媒体側に配置される結像光学素子との光学的距離、Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角変化量とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、光源と、前記光源からの光束を偏向する偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学素子と、前記光源と前記偏向器との間に配設され前記光源からの光束を前記偏向器に導くミラーと、これらを収納する筐体とを有する光走査装置において、環境変化時における前記筐体の変形に伴う前記ミラーの偏向走査平面と直交する方向に対する傾き角と最も被走査媒体側に配置される前記結像光学素子の偏向走査面と直交する方向に対する変化量とが式│Ｋ×２・Δψ−ΔＺ│≦１．５を満足することを特徴とする光走査装置。
ただし、ΔＺ：最も被走査媒体側に配置される結像光学素子の配置位置の偏向走査平面と直交する方向への変化量、Ｋ：ミラーと最も被走査媒体側に配置される結像光学素子との光学的距離、Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角変化量とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光走査装置において、さらに前記ミラーの支持部近傍に前記筐体の固定部を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の光走査装置において、さらにビームスポット位置ずれ検出手段を有し、該ビームスポット位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記結像光学素子の姿勢を制御してビームスポット位置ずれ補正を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、さらに前記光源は複数の発光点を有し、被走査面を複数の光束が同時に走査することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の光走査装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、さらに像担持体を複数有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を複数色のトナーにより現像し、各トナー像を転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成することを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、さらに色ずれ検出手段を有し、該色ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記結像光学素子の姿勢を制御して色ずれ補正を行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項６ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらにネットワーク通信機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、温度変化時における光学筐体の変形に伴う偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角の変化、結像レンズや結像ミラー等の走査光学素子の配置位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変化することに伴う走査線曲がりの発生、及び走査線曲がりの変動を低減することができ、走査線曲がり及び走査位置変動のばらつきを低減することにより走査位置ずれの補正回数が低減し、検出パターン形成時におけるトナー消費量を抑えることができ、また補正回数を低減することにより生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態を採用した光走査装置を示している。この光走査装置は４ステーションを走査するものであり、２ステーションずつ２分して単一のポリゴンミラー１０６の互いに対向する側からビームを入射し、相反する方向に偏向及び走査する対向走査方式を採用している。４個の感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４は、転写体の移動方向１０５に沿って等間隔で配設されており、順次異なる色のトナー像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。
【００２９】
各感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４を走査する光走査装置は、図１に示すように一体的に構成されており、ポリゴンミラー１０６によって光ビームを走査する。ポリゴンミラー１０６の回転方向は一方向であるために走査方向は対向する側で相反する方向となり、一方の書き出し位置と他方の書き終わり位置とが一致するように画像が書き込まれる。光走査装置を構成する各部品は、図示しない筐体としての光学ハウジング上に載置される。
【００３０】
本実施形態では、各感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４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を行うことにより、２ラインずつ同時に走査を行う構成としている。各光源ユニット１０７，１０８，１０９，１１０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に配置されており、本実施形態においては各光源ユニット１０７，１０８と各光源ユニット１０９，１１０の射出位置が６ｍｍ異なるように配置されている。各光源ユニット１０８，１０９からのビーム２０２，２０３は入射ミラー１１１，１１２により折り返され、直接ポリゴンミラー１０６へと向かう各光源ユニット１０７，１１０からのビーム２０１，２０４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。
【００３１】
各シリンダレンズ１１３，１１４，１１５，１１６は、一方を平面、他方を副走査方向に対して共通の曲率を有する曲面に形成され、ポリゴンミラー１０６の偏向反射点までの光路長がそれぞれ等しくなるように配置されており、各ビーム２０１，２０２，２０３，２０４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レンズ１２０，１２１とアナモフィックレンズ１２２，１２３，１２４，１２５からなる結像光学系との組み合わせにより偏向反射点と感光体表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構成する。光軸変更手段１１７，１１８，１１９は、基準色（本実施形態では光源ユニット１０９からのビーム２０３）を除くステーションに設けられており、各光束の走査位置を安定的に保持（補正）する。
【００３２】
６面ミラーからなるポリゴンミラー１０６は２段に構成されており、偏向に用いていない中間部がポリゴンミラー１０６の内接円よりも若干小径となるように溝を設けた形状とし、空気抵抗を低減した形状に構成されている。各ミラーの厚さは約２ｍｍに構成され、各ミラーの位相は同一にされている。
【００３３】
第１レンズ１２０，１２１は２層に一体成形あるいは接合されて構成されており、それぞれ主走査方向にはポリゴンミラー１０６の回転に伴って感光体表面上でビームが等速移動するようにパワーを持たせた被円弧面形状となるように形成されている。第１レンズ１２０，１２１は、各ビーム２０１，２０２，２０３，２０４に対応して配設されたアナモフィックレンズ１２２，１２３，１２４，１２５によって結像光学系を構成し、各ビーム２０１，２０２，２０３，２０４を各感光体表面上にスポット状に結像して静電潜像を記録する。
【００３４】
各色ステーションは、ポリゴンミラー１０６から感光体表面に至るそれぞれの光路長が一致するように、また等間隔で配置された各感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４に対する入射位置及び入射角が等しくなるように複数枚（本実施形態では１ステーションあたり３枚ずつ）の折り返しミラーが配設されている。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を介してポリゴンミラー１０６の上段で偏向された後、ｆθレンズである第１レンズ１２０の上層を通過し、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ステーションとしてマゼンタ画像を形成する。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を介して入射ミラー１１で反射されてポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後、第１レンズ１２０の下層を通過し、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ステーションとしてイエロ画像を形成する。ポリゴンミラー１０６に対して対称に配置された対向するステーションについても同様であり、光源ユニット１０９からのビーム２０３は、入射ミラー１１２を介してポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後に折り返しミラー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の上段で偏向された後に折り返しミラー１３５，１３６，１３７で反射されて感光体ドラム１０３に導かれ、第３ステーションとしてシアン画像を形成する。
【００３５】
図２は、上述した光走査装置が収納される光学筐体が、定着装置等の発熱を要因とする機内温度の上昇により、あるいは内部に収納されるポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転に伴う発熱により熱せられた場合に、光学筐体が熱変形を起こす状態を偏向走査平面と平行な方向である副走査方向から見た様子を模式的に示している。ここでいう偏向走査平面とは、偏向器により偏向された光束により形成される面をいう。図２（Ａ）に示す例は、光学筐体の底面の四隅をねじ等により固定した場合を示しており、この例では実線で示す温度上昇前の状態（ａ）が熱変形により破線で示す状態（ｂ）のように変形し、固定部はほとんど動かずに筐体の中央部のみが上方に凸となるように変形している。図２（Ｂ）に示す例は、光学筐体の底面の四隅とその中間点の６箇所を固定した場合を示しており、この例では実線で示す温度上昇前の状態（ａ）が熱変形により破線で示す状態（ｂ）のように変形し、固定部（四隅と中間点）はほとんど動かずに固定部から離れた部分が上方に凸となるように変形している。
【００３６】
上述したように光学筐体に変形が生じると、その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等はその配設位置が変化し、光路が変化してしまう。特にミラーの傾きが変化すると、光路の変化量は反射系のためにミラーの傾きの変化量の倍の量変化してしまい、その影響が大きくなる。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）は変化しないために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となるために光路への影響は大きい。
【００３７】
走査光学系を構成する、最も被走査面側に配置されるアナモフィックレンズは、偏光器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。従って、副走査方向のパワー（屈折力）が他のレンズよりも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における光線通過位置の変化は他の光学素子に比して影響が大きく、走査線曲がりを発生させる。また、アナモフィックレンズ自体も光学筐体の変形によりその配設位置が変化し、これによってもアナモフィックレンズの副走査方向における光線通過位置が変化してしまい、走査線曲がりを発生させてしまう。
【００３８】
光学筐体内に配設されるミラーは、アナモフィックレンズとの光学的な距離が離れているほどその姿勢の変化の影響が大きく作用し、これはミラーとレンズとの距離がレンズ上における光線の通過位置の変化に比例することから明らかである。図１に示した実施形態では、シリンダレンズ１１３，１１４，１１５，１１６とポリゴンミラー１０６との間に配置される入射ミラー１１１，１１２の姿勢（傾き）変化が最も影響し、その影響の大きさはポリゴンミラー１０６以降に配置されている各ミラーの約１０倍大きくなる（光学レイアウト上、ポリゴンミラー以降のミラーはアナモフィックレンズ近傍に配置されるため光学的な距離に大きな差が生じ、このような値となる）。また、入射ミラー１１１，１１２はポリゴンミラー１０６の近傍に配置されることから、ポリゴンミラー１０６の発熱による影響を受け易く、このことからも姿勢変化が大きくなり易い。
【００３９】
図３に上述の関係を示す。図２（Ａ）に示すように光学筐体が変形する場合、入射ミラーは光学筐体内において実線で示す状態２１１から破線で示す状態２１２にその配置角度がΔψだけ変化する。同様に、アナモフィックレンズも実線で示す状態２１３から破線で示す状態２１４にその配設位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変位する。ここでいう偏向走査平面とは、各偏向光束がレンズ及び入射ミラーに入射する際に形成する面のことを指す。なお、図３では入射ミラー及びアナモフィックレンズと光線の変化が分かりやすいように誇張して図示している。
【００４０】
上述の構成において、入射ミラー２１１の傾き角の変化を小さく抑えるためには、光路を変更された光束がアナモフィックレンズに入射する際に、変形する（位置が変化する）前の状態で入射すればよく、そのためには以下の式を満足するように構成すればよい。  
ΔＺ＝Ｋ×２・Δψ
ここで、ΔＺ：最も被走査面側に配置される光学素子であるアナモフィックレンズの配置位置の偏向走査平面と直交する方向である副走査方向への変化量、Ｋ：ミラーと最も被走査面側に配置される光学素子であるアナモフィックレンズとの光学的距離、Δψ：熱変形による偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に対するミラーの傾き角変化量とする。
【００４１】
しかし、実際に上記式を満足するように光学筐体を構成することは困難であるため、上記関係からのずれ（アナモフィックレンズ上の光線通過位置ずれ量：Ｍ）と走査線曲がりとの関係を求めた。これを下式に示す。  
Ｍ＝│Ｋ×２・Δψ−ΔＺ│
アナモフィックレンズに入射する位置のずれ量（Ｍ）の異なる５種類の光学筐体の感光体上におけるビームの走査位置を図４及び図５に示す。このとき、上式におけるＭと走査線曲がりとの関係は図６に示すようであった。この関係をプロットして図示したものが図７である。
【００４２】
アナモフィックレンズ上の光線通過位置ずれ量と走査線曲がりとは一次関数的な関係にあることが判る。従って、この結果よりアナモフィックレンズ上の光線通過位置ずれ量の上限値を設定することができる。電子写真による画像形成装置が印刷近似の画質を再現するためには、走査線曲がり量は５０μｍ以下に抑える必要がある。従って図７よりアナモフィックレンズ上の光線通過位置ずれ量の上限値は１．５ｍｍとなり、下式が求められる。  
Ｍ＝│Ｋ×２・Δψ−ΔＺ│≦１．５
ここまで入射ミラーの傾き角が光学筐体の変形により変化する場合の許容条件について説明してきたが、光学的な変動をより低減させる方法としては、光学筐体の本体構造体への取り付け位置について考慮すればよい。図２において光学筐体の変形について説明したが、光学筐体の固定部はほとんど動かずに変形し難いことから、入射ミラーの支持部近傍に光学筐体の固定部を設ける構成とすると、ミラーの傾き角の変動を低減することができる。上述の実施形態ではアナモフィックレンズを用いて説明したが、アナモフィックミラーにおいても同様である。
【００４３】
上述の構成とすることにより、温度変化時における光学筐体の変形に伴う偏向走査平面と直交する方向に対するミラーの傾き角の変化、結像レンズや結像ミラー等の走査光学素子の配置位置が偏向走査平面と直交する方向である副走査方向に変化することに伴う走査線曲がりの発生、及び走査線曲がりの変動を低減することができる。走査線曲がり及び走査位置変動のばらつきを低減することにより、走査位置ずれの補正回数が低減し、検出パターン形成時におけるトナー消費量を抑えることができる。また、補正回数を低減することにより生産性を向上することができる。
【００４４】
図８は、アナモフィックレンズの支持筐体の構成を示している。同図において樹脂製のアナモフィックレンズ３０５は、レンズ部を囲むようにリブ部３０６が形成されその中央部には位置決め用の突起３０７が形成されている。板金製の支持板３０１はコ字形状に形成され、立ち曲げ部に形成した切欠３１１に突起３０７を係合させ、リブの下面を立ち曲げ部３１０に突き当てて位置決めし、一対の板ばね３０３によってリブの上面より付勢してアナモフィックレンズ３０５の両端をその上面に保持している。各板ばね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まれ、各板ばね３０３の一端はそれぞれ開口３１３から内側に出され開口３１４に挿入されて固定される。支持板３０１の中央部にはねじ穴３１２が設けられており、このねじ穴３１２に調節ねじ３０８を螺合し、板ばね３０２を上述と同様に外側よりはめ込んで下側リブの内側に突起３１７，３１８を引っ掛けて同様に固定し、調節ねじ３０８にリブの下面が当接するように付勢する。
【００４５】
上述の構成とすることにより、図９にも示すように、調節ねじ３０８によってアナモフィックレンズ３０５に働く押圧力と板ばね３０２によって働く弾性力とが互いに逆方向に働くように構成され、微妙な調整が可能となるように構成されている。板ばね３０２に形成された穴３１９は調節ねじ３０８が貫通する穴である。本実施形態では、中央部とレンズ端部との間にも同様に調節ねじ３０８を配置しているが、中央部のみでもよい。
【００４６】
図９は、アナモフィックレンズ３０５の装着状態を光軸方向から見た図である。アナモフィックレンズ３０５は、その両端を立ち曲げ部３１０の縁で、その中央を調節ねじ３０８でそれぞれ支持され、調節ねじ３０８の突出量が立ち曲げ部３１０まで至らない場合には、アナモフィックレンズ３０５の母線３２９が下側に凸となるように反る。逆に突出量が立ち曲げ部３１０を超える量となると、アナモフィックレンズ３０５の母線３２９が上側に凸となるように反る。従って、調節ねじ３０８を調節することによりアナモフィックレンズ３０５の焦線が副走査方向に湾曲され、走査線曲がりを補正することができる。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設誤差や成形時における反り等に起因し、これを打ち消す方向にアナモフィックレンズ３０５を湾曲させることにより直線性を矯正すること、すなわち各走査線間の曲がりの方向と量とを揃えることができる。
【００４７】
画像形成装置の機内に温度変化が生じると、アナモフィックレンズ３０５は膨張あるいは伸縮する。その際、アナモフィックレンズ３０５は板ばね３０３の付勢力により両端部を固定されていることから自由膨張あるいは自由伸縮が妨げられ、その結果、引張応力あるいは圧縮応力が発生する。板ばね３０２がない場合には、この応力の発生によりアナモフィックレンズ３０５は上側あるいは下側に反り、二次曲線状に走査線曲がりが発生する。
【００４８】
これに対しては、板ばね３０２と調節ねじ３０８との間に働く力により対応している。調節ねじ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、上述した引張応力あるいは圧縮応力による反りの発生を打ち消す（板ばね３０３の付勢力に打ち勝つ）強度とし、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の膨張あるいは伸縮を補助するように構成することにより、上述した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となる。
【００４９】
他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、引張応力あるいは圧縮応力を小さくする構成としてもよい。具体的な方法としては、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、潤滑剤を塗布する、平滑性のよい部材を当接部位に用いる等が挙げられる。
【００５０】
上述した調節ねじ３０８は、基本的には中央部１箇所のみに配置すれば二次曲線状の走査線曲がりを補正することができるが、主走査方向に沿った複数箇所に配設し、中央部と立ち曲げ部３１０との中間の計３箇所に配置することにより、中央部の押圧力及び弾性力と両端部の摩擦力による引張応力あるい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おいても補正が可能となる。
【００５１】
アナモフィックレンズ３０５を装着した支持板３０１は、端部に形成された突起３２２を光学ハウジング側に設けられた位置決めガイド３２４の隙間３２７に嵌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３２０，３２３と位置決めガイド３２４，３２５は図９に示すＯを中心とした円弧に沿う形状を呈しており、板ばね３２６により対応する部分同士がそれぞれ当接するように支持されている。
【００５２】
ステッピングモータ３１５は光学ハウジングに固定されており、そのシャフトの先端に形成された送りねじを可動筒３１６のねじ穴に螺合させ、支持板３０１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の回転により支持板３１０が副走査方向（アナモフィックレンズ３０５の高さ方向）に変位可能に構成されている。この構成により、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図９に示すＯを回転中心として回動調節でき、これに伴って副走査方向におけるアナモフィックレンズ３０５の母線３２９が傾いてアナモフィックレンズ３０５透過後の結像位置としての走査線が傾けられる。なお本実施形態では、調節ねじ３０８は基準となる第４ステーションを含めた全てのアナモフィックレンズに設けられており、製造時に基準となる走査線曲がりの方向と量とが揃うように他のステーションの走査線を合わせて構成しており、この状態を保ったまま上述した傾き調整が行われるように構成されている。
【００５３】
図１０は、ステッピングモータ３１５周辺の拡大図である。ステッピングモータ３１５の出力軸３１５ｂには所定ピッチのねじ３１５ａが形成されており、ねじ３１５ａには外側に平歯車３３０ａを有するナット３３０が螺合している。出力軸３１５ｂの根本には初段歯車３３１が取り付けられており、ステッピングモータ３１５の近傍には平歯車３３０ａに噛合する歯車３３２ａと初段歯車３３１に噛合する歯車３３２ｂとを有する二段歯車３３２が配設されている。各歯車３３２ａ，３３２ｂの歯数は互いに異なるように形成されており、差動ねじ機構が構成されている。差動ねじ機構は、出力軸３１５ｂとナット３３０とが同方向に回転するように構成され、かつ各歯車３３２ａ，３３２ｂの歯数差を設けることにより出力軸３１５ｂとナット３３０との回転位相差を生じさせることによりスラスト方向の微小な移動を可能とし、分解能を高めることができる。ねじとナットのみにより構成された従来の調整分解能と比較すると、一桁以上上の調整分解能を得ることができる。また、本実施形態における走査線傾き調整機構として、ステッピングモータを両軸タイプとし、一方にねじを、他方に平歯車を取り付けてねじとナットとの位相差を設ける二段歯車の軸受部を光学ハウジングと一体構成することにより、省スペース化を図ることができる。
【００５４】
図１に示すように、画像記録領域の走査開始側及び走査終端側には、フォトセンサを備えた基板１３８，１３９，１４０，１４１が配設されており、各ステーションにおいて走査されたビームを検出する。本実施形態では、基板１３８，１４０が同期検知センサを構成し、この検出信号に基づいてそれぞれ書き込み開始のタイミングを計るように共用している。一方、基板１３９，１４１は終端検知センサを構成し、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により、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。
【００５５】
また何れかのセンサを、図１１に示すように主走査方向に垂直なフォトダイオード１５２及びこれと非平行なフォトダイオード１５３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量Δｙを検出することができる。この副走査位置のずれ量Δｙは、フォトダイオード１５３の傾斜角ν、光ビームの走査速度Ｖを用いてΔｙ＝（Ｖ／ｔａｎν）・Δｔで表され、本実施形態ではΔｔが常に一定となるように、後述する光軸偏向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に照射位置を制御することができる。さらに、上記センサを走査開始側と走査終端側の何れにも配置することにより、各端の副走査位置ずれの差、すなわち走査線の傾きを検出することができる。この構成により、ビームスポット位置ずれ補正を行うことができ、画質の向上を図ることができる。
【００５６】
図１２は、光源ユニットの斜視図を示しており、全ての光源ユニットは同一構成である。半導体レーザ３５１，３５２及びカップリングレンズ３５３，３５４は色走査手段毎に射出軸に対して主走査方向において対象に配置され、半導体レーザ３５１，３５２はパッケージの外側を嵌合してそれぞれベース部材３５５，３５６に裏側より圧入されており、ホルダ部材３５７の裏面にそれぞれ３点を表側から貫通したねじを螺合させて当接保持されている。カップリングレンズ３５３，３５４はホルダ部材３５７に相反する方向に開くように形成したＶ溝部３５８，３５９に外周を突き当てて配置され、板ばね３６０，３６１により内側に寄せられた状態でねじ固定されている。本実施形態では、カップリングレンズ３５３，３５４を板ばね３６０，３６１によって固定した例を示したが、カップリングレンズ３５３，３５４を紫外線硬化型の接着剤等により固定する構成としてもよい。
【００５７】
上述の構成において、半導体レーザ３５１，３５２の発光点がカップリングレンズ３５３，３５４の光軸上に位置するようにベース部材３５５，３５６の当接面（光軸に直交する面）上での配置を、またカップリングレンズ３５３，３５４からの射出光が平行光束となるようにＶ溝部３５８，３５９上（光軸上）での位置をそれぞれ調節して固定している。それぞれの射出光の光軸は、射出軸Ｃに対して互いに交差する方向となるように傾けられ、本実施形態ではこの交差位置をポリゴンミラー反射面の近傍となるように支持部材の傾斜を設定している。
【００５８】
駆動回路が形成されたプリント基板３６２は、ホルダ部材３５７に立設した台座にねじによって固定され、半導体レーザ３５１，３５２のリード端子をスルーホールに挿入して半田付けすることにより、光源ユニット３５０が一体的に構成されている。光源ユニット３５０は、光学ハウジングの壁面に互いに高さを異ならせて形成した係合穴にホルダ部材３５７の円筒部３６３を挿入することにより位置決めされ、当接面３６４を突き当てた状態でねじにより固定される。このとき、円筒部３６３を基準として傾き量νを調整することにより、ビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチＰに合わせることができる。
【００５９】
次に、図１３を用いて書き込み制御回路の動作を説明する。高周波クロック生成部４０２で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウンタ４０３でカウントし、比較回路４０４において、このカウント値とデューティ比に基づいて予め設定されている設定値Ｌ及び画素クロックの遷移タイミングとして外部から与えられ位相シフト量を指示する位相データＨとを比較する。そして、カウント値が設定値Ｌと一致した場合に画素クロックＰＣＬＫの立ち下がりを指示する制御信号「１」を、カウント値が位相データＨと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立ち上がりを指示する制御信号「ｈ」を画素クロック生成部４０１が出力する。このとき、カウンタ４０３は制御信号「ｈ」の出力と同時にリセットされ、再び０からカウントを行うことで連続的なパルス列を形成することができる。このように１クロック毎に位相データＨを与え、順次パルス周期が変化した画素クロックＰＣＬＫを生成する。
【００６０】
本実施形態において、画素クロックＰＣＬＫは高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、１／８クロックの分解能で位相が可変可能に構成している。  
図１４は、１／８クロックだけ位相を遅らせた例を示している。デューティ５０％とすると設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ４０３で４カウントされる画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。１／８クロック位相を遅らせると位相データＨ＝６が与えられ、７カウントで立ち上げると同時に、カウンタ４０３がリセットされるので４カウントで再び立ち下げる。すなわち隣接するパルス周期が１／８クロック分縮められたこととなる。このようにして生成された画素クロックＰＣＬＫは光源駆動部４０５に与えられ、画素クロックＰＣＬＫを基準として画像処理部４０６によって読み出された画像データを各画素に割り当てて変調データを生成し、半導体レーザを駆動する。このように位相をシフトする画素を所定間隔で配置することにより、走査方向に沿った部分的な倍率誤差の歪みを補正することができる。
【００６１】
本実施形態では、図１５に示すように主走査領域を複数の区間に分割し、分割区間毎に位相をシフトする画素の間隔とシフト量とを以下に示すように設定して位相データとして与えている。  
主走査位置ｘに対する倍率の変化をＬ（ｘ）とすると、ビームスポット位置ずれ量の変化Ｍ（ｘ）はその積分値、Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘで表される。分割区間の始点と終点とでビームスポットの位置ずれ量が０となるように補正することを想定すると、任意の分割区間の倍率の変化に伴う分割区間幅のずれ量をΔｍ、位相シフトの分解能をσ（一定）、分割区間内の画素数をＮとすると、位相をシフトする画素の間隔は、Ｄ≒Ｎ／（Δｍ／σ）  （Ｄは整数）で示され、Ｄ画素毎にσずつ位相をシフトすればよい。本実施形態では、σは１／８画素となる。従って、本実施形態においては分割区間の中間位置でビームスポット位置ずれ残差が最大となるが、この残差が許容範囲内となるように各分割位置及び分割区間の数を決定すればよい。
【００６２】
一般に、各色画像の重ね合わせ精度は、転写ベルト上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで主走査倍率、副走査レジスト、走査線の傾きを基準となるステーションからのずれとして検出し、定期的に補正制御が行われている。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において行われ、１つのジョブの画像形成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、途中で割り込みをかけて補正が行われる。
【００６３】
検出手段は、図１に示すように照明用のＬＥＤ素子１５４、反射光を受光するフォトセンサ１５５、一対の集光レンズ１５６等からなり、本実施形態では画像の中央及び左右両端２箇所に配設され、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロのトナー像を主走査方向から約４５度傾けて、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を形成し、転写ベルト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。
【００６４】
図１６はその一例を示しており、転写体の移動に沿って検出ライン上のトナー像を読み取る。紙面上下が主走査方向に相当し、左からイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの順に形成したラインパターンにより、基準色であるブラックとの検出時間差ｔｋｙ、ｔｋｍ、ｔｋｃの理論値との差より各色の副走査レジストを、また傾斜角の異なる一組のラインパターンの検出時間差ｔｋ、ｔｃ、ｔｍ、ｔｙの理論値との差より各色の主走査レジストのずれを求める。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、上述したアナモフィックレンズの傾き調整手段を駆動して補正する。
【００６５】
副走査レジストについては、各検出値の平均より求め、ポリゴンミラー１面おき、すなわち１走査ラインピッチＰを単位として副走査方向における書き出しタイミングを合わせる。さらに、昨今のカラー画像への要求品質の高まりに伴い、１走査ラインピッチＰ以下の精度でレジストずれを合わせる必要があるため、後述する光軸変更手段を用いて照射位置を微調整することにより、トナー像によって検出された副走査レジストずれのうち書き出しタイミングによって補正できない１走査ラインピッチＰ以下の余分をも補正できるように構成し、照射位置の基準値（初期値）を設定する。
【００６６】
一方、ページ間においては、上述したフォトダイオード１５２，１５３を用い、画像記録中に蓄積された計測値を基に設定された基準値との差分をフィードバック補正することにより、次のトナーパッチでの定期補正時期まで基準値を安定的に保つことができる。この基準値は一定値である必要はなく、例えば転写体の速度変動に対応して周期的に変化する値としてもよい。
【００６７】
主走査倍率については、両端の主走査レジスト差より求め、各半導体レーザを変調する画素クロックの基準周波数と同期検知信号からのタイミングを調整することにより画像の全幅と書き出し位置を揃える。ページ間においては、上述したように同期検知信号と終端検知信号との検出時間を基に倍率変化を常に監視し、温度変化が生じても全幅が変化しないように基準周波数を補正すると共に、中間像高においても倍率の歪みが生じないように、予め温度変化に伴って生じる分割区間毎の倍率変化を予測して重み付けがなされた位相データを全幅倍率の変化量に対応してデータテーブルより読み出し、主走査方向の全域にわたって倍率が均一となるように構成している。
【００６８】
図１７は、各分割区間ａ〜ｈにおける温度に対する倍率の変化を示している。この例では各分割区間における倍率の変化が全幅の倍率変化に比例しており、全幅倍率の計測値を基に各分割区間の倍率変化を分配できる。  
このように本実施形態では、トナー像検出による定期的な補正に加えジョブ中における変動を監視し、ページ間においても補正をかけることにより画像形成動作を中断することなく各色画像の重ね合わせ精度を維持することができる。
【００６９】
図１８は、光軸変更手段としての液晶偏向光学素子を示している。液晶偏向光学素子は、上下の電極間に電位差を与えることで液晶の配向が変化し、図示するように屈折率分布が発生して光線を屈曲させる。光軸変更手段としては、液晶偏向光学素子の他、非平行平板を回転させる構成、ガルバノミラーを用いる構成を採用してもよい。
【００７０】
近年、高密度化達成のために半導体レーザ（ＬＤ）の発振波長が短波長化されてきている。これは、被走査面上のビームスポットの径が光源の波長に比例するためである。従来、一般的に波長７８０ｎｍのＬＤが広く使用されてきたが、上記目的のため波長４３０ｎｍ以下のＬＤが使われ始めている。例えば波長４０５ｎｍのＬＤを用いると、４０５ｎｍ／７８０ｎｍ＝０．５５であり、ビームスポットの径を従来の約１／２とすることができる。
【００７１】
波長４３０ｎｍ以下のＬＤは、波長７８０ｎｍのＬＤとは構成する材質が異なり、波長７８０ｎｍのＬＤは一般的にＡｌＧａＡｓ系から構成されるが、波長４３０ｎｍ以下のＬＤはＧａＮ系等から構成される。このため波長４３０ｎｍ以下のＬＤは、波長７８０ｎｍのＬＤよりも発熱量が大きく、ドループ特性の劣化を引き起こし易い。従って、ＬＤの発振波長の短波長化（４３０ｎｍ以下）を実現するためには、ＬＤの発熱量を小さくする必要がある。
【００７２】
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。本実施形態では、２つの光源である半導体レーザを組み合わせて２本の光束により感光体ドラムを走査しているため、光源が１つである場合の半分の出力でよい。マルチビーム光源ユニットとして、複数の光源（ＬＤ）によって光源部を構成し、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更に増やすことができ、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、出力速度を変えない場合には、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、環境に対して配慮した書き込み光学系を構成することが可能となる。
【００７３】
上述した実施形態では、光源として半導体レーザ（ＬＤ）を用いた例を説明したが、「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ことによっても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、その組みを複数組み合わ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」を用いてマルチビーム光源ユニットを構成してもよい。上述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、これにより複数の光束により同時に被走査面を走査することで偏向器の回転速度を低減でき、偏向器による消費電力の低減及び発熱量の低減を図ることができる。
【００７４】
図１９は、上述した光走査装置を搭載した画像形成装置の一例を示している。同図において感光体ドラム９０１の周囲には、感光体ドラム９０１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させて顕像化させる現像ローラ９０３、現像ローラ９０３にトナーを補給するトナーカートリッジ９０４、感光体ドラム９０１上に残ったトナーを掻き取って備蓄するクリーニングケース９０５等が配設されている。感光体ドラム９０１に対しては、上述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に示した実施形態では２ライン同時に画像記録が行われる。
【００７５】
画像形成ステーションは転写ベルト９０６の移動方向に沿って並列配置され、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト９０６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。各画像形成ステーションは、トナー色が異なるだけで基本的には同一構成である。
【００７６】
記録紙は、給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８の回転により給送され、レジストローラ対９０９により副走査方向の記録開始タイミングに合わせて給送され、転写ベルト９０６上のカラー画像を転写される。画像が転写された記録紙は、定着ローラ９１０によって画像を定着された後、排紙ローラ９１２の回転によって排紙トレイ９１１上に排出される。
【００７７】
上記実施形態では光走査装置を一体的に構成した例を示したが、光走査装置を各色に対応した別構成としてもよく、光走査装置を２体構成としてもよい。このような構成とすることにより、感光体を１つのみ有する画像形成装置、すなわち４色に対応して４回の書き込み動作が必要な画像形成装置と比較して、４倍の速度で画像形成を行うことが可能となる。
【００７８】
さらに、本実施形態で示した画像形成装置とコンピュータ等の電子演算装置、ファクシミリ等の画像情報通信システム等を、ネットワークを介して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可能な情報処理システムを構築することができる。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否か、故障の有無等）を認識することができ、一番状態のよい（使用者の希望に最適な）画像形成装置を選択して出力を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態を採用した光走査装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられる光学筐体が温度変化により変形する状態を説明する概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる光学筐体が変形した際の入射ミラー及びアナモフィックレンズの状態を説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズに入射する位置のずれ量が異なる光学筐体の感光体上におけるビームの走査位置を示す表である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズに入射する位置のずれ量が異なる光学筐体の感光体上におけるビームの走査位置を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズに入射する位置のずれ量と走査線曲がりとの関係を示す表である。
【図７】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズに入射する位置のずれ量と走査線曲がりとの関係を示す線図である。
【図８】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズの支持筐体を説明する概略斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に用いられるアナモフィックレンズの装着状態を光軸方向から見た概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に用いられる走査線傾き調整機構を構成するステッピングモータ周辺の概略拡大図である。
【図１１】本発明の一実施形態の変形例に用いられるフォトダイオードを示す概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態に用いられる光源ユニットを示す概略斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に用いられる書き込み制御回路のブロックズである。
【図１４】本発明の一実施形態に用いられる書き込み制御回路の動作を説明する概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態における主走査領域を複数の区間に分割した状態を説明する概略図である。
【図１６】本発明の一実施形態に用いられる検出手段の動作を説明する概略図である。
【図１７】本発明の一実施形態における各分割区間における温度に対する倍率の変化を示す線図である。
【図１８】本発明の一実施形態に用いられる光軸変更手段を説明する概略斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の概略正面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１，１０２，１０３，１０４  感光体ドラム
１０６  ポリゴンミラー
１０７，１０８，１０９，１１０  光源ユニット
１１１，１１２  入射ミラー
１１３，１１４，１１５，１１６  シリンダレンズ
１１７，１１８，１１９  光軸変更手段
１２０，１２１  第１レンズ（ｆθレンズ）
１２２，１２３，１２４，１２５  アナモフィックレンズ
１２６〜１３７  折り返しミラー
１３８，１３９，１４０，１４１  基板
１５２，１５３  フォトダイオード
１５４  ＬＥＤ素子
１５５  フォトセンサ
１５６  集光レンズ
３５１，３５２  半導体レーザ（ＬＤ）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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