(57)【要約】    【課題】  偏向器等の局部的な発熱に起因する光学素子の不均一な温度上昇に起因する変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を低減する。    【解決手段】  光学素子１が突起部２を介してハウジング３に取り付けられ、光学素子１とハウジング３との間に部材４を介挿配置している。部材４は、光学素子１およびハウジング３に比べて柔軟性のある弾性材料からなり、光学素子１に設けられた突起部２に対応する位置に突起部２を挿通する貫通孔が形成されている。ハウジング３が発熱すると、熱伝導率の差異が小さい光学素子１の突起部２と部材４は、均等に光学素子１に熱を伝え副走査方向の曲がりを生じさせない。【選択図】    図２
2008256865.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、
前記偏向器によって変更された偏向光束を被走査面上に光ビームスポットとして結像させる結像光学素子と、
前記光源、前記偏向器および前記結像光学系を収納してなる筐体と
を具備してなる光走査装置において、
前記筐体が、金属材質により構成され、
前記結像光学素子の少なくとも１つが、前記結像光学素子の面に設けられた突起部を介して前記筐体に固定され、
前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に、前記結像光学素子の熱伝導率との差異が小さい熱伝導率を有する部材を介挿配置してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記部材は、前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に充填される充填部材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３】
ビームスポットの位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記部材が配置された前記結像光学素子とは異なる少なくとも１つの光学素子の姿勢を制御して、ビームスポットの位置ずれを補正する補正制御手段と
を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項の光走査装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
ビームスポットが結像される被走査面をそれぞれ形成する像担持体を複数個有し、カラー画像を構成する各色のトナーを用いて、各像担持体に形成された静電潜像を現像し、これら現像された各色の画像を転写体上で重ね合わせて、カラー画像を形成する構成を含むことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
ネットワーク通信機能を含むことを特徴とする請求項４または請求項５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、光走査装置のビームスポット位置の変動を抑制する技術に係り、特に、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置に適用され、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に好適な光走査装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光束を、回転多面鏡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は、光プリンタ、光プロッタまたはデジタル複写機等の画像形成装置に用いられ、この種の画像形成装置に関連して広く知られている。
光走査装置を用いる画像形成装置においては、画像形成プロセスにおける一つの工程として、光走査により画像の書き込みを行う画像書込工程が用いられているが、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少なからず左右される。そして、光走査の良否は、光走査装置における主走査方向および副走査方向の走査特性に依存する。
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ので、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。
しかしながら、走査結像光学系に要求される他の性能との関係もあって、ｆθ特性を完全に補正することは容易ではない。このため、現実の走査光学系においては、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。
【０００３】
副走査方向の走査特性には、走査線の曲がりや走査線の傾きがある。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行われるが、実際には光学素子や機構部品の加工誤差や組立誤差等が原因して走査線に曲がりが発生するのが普通である。
また、走査結像光学系として結像ミラーを用い、結像ミラーへの偏向光束の入射方向と反射方向との間で、副走査方向に角度をもたせる場合には、原理的に走査線の曲がりが発生する。一方、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を避けることができない。
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、走査線の曲がりの一種である。したがって、以下の説明においては、特に断らない限り、走査線曲がりという表現には走査線の傾きが含まれるものとする。
【０００４】
画像が、白黒画像等のように、モノクローム、すなわちモノクロ、などと称される単色画像で、単一の光走査装置によって書込形成される場合は、走査線の曲がりや等速性の不完全さ（つまり、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、形成される画像に目視で認められ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。
モノクロ画像とは別に、マゼンタ、シアンおよびイエローの３色、あるいはこれらに黒を加えた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ってカラー画像を形成することは、カラー複写機等において従来から行われている。
このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、各色成分毎の画像を各色成分毎に用意した感光体に形成し、記録用紙等の転写体が、これら感光体を順次通過して、逐次各色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム型と称される画像形成方式がある。このような画像形成方式の場合、光走査装置相互の感光体に対する走査位置にばらつきを生じたり、走査線の曲がり具合や傾きが異なったりすると、各色の画像位置が一致せず、形成されたカラー画像に色ずれと称される異常画像があらわれて、カラー画像の画質を劣化させる。
【０００５】
光走査装置における走査線の曲がりや傾きを低減させるために、例えば、特許文献１（特開２００２−２５８１８９号）に示されるように、複数の支点を支持点として長尺レンズを湾曲させて支持するようにしたり、副走査方向に傾けて長尺レンズを支持するようにしたりして、走査線の曲がりおよび走査線の傾きを補正する構成を用いる光走査装置が提案されている。
また、光学素子を補強する方法としては、例えば、特許文献２（特開平１１−１４２７６７号）には、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ことが示されており、特許文献３（特開２０００−２４１７３３号）には、レンズの側面に板ガラスを接着することが示されている。
光学ハウジング内部の熱への対策として、例えば特許文献４（特開２００１−３３７２９１号）には、放熱ダクトを設けてハウジングを冷却することが提案されている。
いわゆるカールソンプロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの回転に従って潜像形成、現像、そして転写が行われる。したがって、複数の感光体ドラムを記録紙等の転写体の搬送方向に沿って配列し、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においては、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隔の相違、転写体、例えば、転写ベルトや記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行によって、各トナー像の副走査方向のレジストずれにより色ずれや色変わりを生じて画像品質を劣化させる。
【０００６】
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および書込み位置を正確に整合させなければ、レジストずれによる色ずれや色変わりの要因となる。
従来、このレジストずれは、光走査装置自体の要因によるものか、光走査装置以外の要因によるものかという区分けなしに、補正処理が行われていた。例えば、特許文献５（特公平７−１９０８４号）、または特許文献６（特開２００１−２５３１１３号）および特許文献７（特開２００３−１５４７０３号）に示されるように、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上げ時やジョブ間等で定期的に検出し、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ており、主走査方向については、走査始端で発生される同期検知信号からのタイミングを調節することにより書出し位置を補正するとともに、例えば、特許文献８（特開平９−５８０５３号）に示されるように、走査始端から走査終端に至る走査時間を検出して、画素クロックの周波数を合わせることなどによって、各色間の全幅倍率を合せるように補正している。
【０００７】
また、この種の多色画像形成装置においては、高速化および高密度化が年々進んでいる。このような高速化および高密度化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、この方法に対して、軸受寿命に限界があり、発熱および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、高速化および高密度化を実現することが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。
しかしながら、マルチビーム光源には、光源間のピッチ誤差や波長差が存在するため、例えば、特許文献７（特開２００３−１５４７０３号）に示されるように、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によって、光源間のずれを回避することが提案されている。
一方、近年においては、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した光学素子を用い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。樹脂材料からなる結像光学系は、温度や湿度の変化の影響を受けて光学特性が変化し易く、このような光学特性の変化は、走査線の曲がり具合や等速性も変化させる。このため、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内の温度上昇による光学ハウジングの光学素子受け面の位置精度の劣化等により、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てしまうというような不具合が発生する。
【０００８】
その結果として、結像光学系の光学特性が変化して、各光書込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、初期に得られたカラー画像と終期に得られたカラー画像とで色合いがまったく異なるものになってしまうことになる。
また、回転多面鏡の発熱がハウジングを伝わり、ハウジングに接する部分から光学素子に伝わって光学素子内の温度分布が不均一になり、光学素子の温度膨張が不均一になってビームスポット径に影響を及ぼすこともある。
図１６は、ハウジング１００３からの熱が光学素子１００１へ伝わる伝わりかたを説明するための図である。光学素子１００１は、光学素子１００１に突設された突起部１００２を介してハウジング１００３上に配置されている。光学素子１００１をハウジング１００３上に配置するのに、突起部１００２を介在させることによって、接触する面積を小さくすることにより、位置精度を保証する面積が小さくなり部品のコストダウンになる。回転多面鏡の発熱がハウジング１００３から突起部１００２に伝わり、さらに光学素子１００１に達する。光学素子１００１は、突起部１００２に接する部分から温まり、図１７に示すように不均一な形状の変形を生じさせる。光学素子の温度膨張が均一のときのビームスポット位置のグラフが、例えば図１８の（ａ）に示すような形態である時、光学素子１００１が図１７に示すように不均一な形状に変形したときのビームスポット位置のグラフは、図１８の（ｂ）に示すようにＭ字形状になるか、またはＷ字形状になり、走査線曲がりの原因となる。
【０００９】
光走査装置においては、光源から射出された光束を反射偏向するための複数の反射面を有する多面鏡を高速に回転させる構成とした回転多面鏡を用いる偏向走査によって、被走査面を光走査する。このため、回転多面鏡は発熱する。その熱が光学素子に与える影響は、光学ハウジング（光学筐体）を介して光学素子との接触部から伝わる熱と、気流によって伝わる熱とがある。光学ハウジングを介して伝わる熱は、気流によるものに比べ早く伝わり、しかも、光学ハウジングと光学素子の接触部から伝わるため光学素子は、不均一に温度上昇して、不均一に変形し、被走査面上を走査するビームの走査線の曲がりを発生させる。
光学ハウジングの熱に関する問題を解決する方法としては、従来、例えば、特許文献９（特開２００５−２５７８２５号）に開示されている方法などが提案されている。特許文献９（特開２００５−２５７８２５号）では、光源部をベース部材の上に載置し、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構成が開示されている。この構成は、光源部の発熱に対して考慮されたものであり、回転多面鏡の発熱に対処するものではないので、光学ハウジング内で最も発熱量が大きな回転多面鏡の発熱に対処するためには、別途に何らかの対策を講じなければならないことになる。
【００１０】
多色画像形成装置に対応した光走査装置として、例えば、特許文献１０（特開２００２−１４８５５１号）に開示されるように、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偏向走査するようにし、各々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返しミラーを共通の光学ハウジングに一体的に支持するようにした構成および各感光体ドラムに対応させて個別に光走査装置を配備した構成などが知られている。このように、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って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上げ時やジョブ間等で定期的に検出して補正するようにすることができるが、上述のようにプリント動作に伴う定着器やポリゴンモータからの熱等によって照射位置がさらに変動してしまうため、１ジョブのプリント枚数が多いと徐々に色ずれや色変わりが発生してくるという問題がある。
【００１１】
特に、特許文献１０（特開２００２−１４８５５１号）の構成のように、ポリゴンスキャナを挟んで対向するように光学系を配備する場合には、走査方向が相反するため、主走査倍率の変動によって書出し位置がずれることに加えて、光学ハウジングの歪みによって各色間の走査位置が増徴する方向にずれるため、色ずれや色変わりが生じ易い。このような色ずれや色変わりの対策として、常に温度を観測して温度変化が所定量に達したとき、あるいは、所定のプリント枚数を超えたときに、プリント動作を途中で中止し、再度照射位置のずれを補正し直すことが行われている。このような対処では、レジストずれ検出パターン作成〜補正、そして再度検出パターン作成〜補正チェックに要する時間を考慮すると、終了までには数分間を費やすことになるため、生産性が低下することに加えて、検出パターンを形成するために無駄にトナーが消費されてしまう。このため、補正の頻度は最小限に抑えたい。
【００１２】
【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２００１−３３７２９１号公報
【特許文献５】特公平７−１９０８４号公報
【特許文献６】特開２００１−２５３１１３号公報
【特許文献７】特開２００３−１５４７０３号公報
【特許文献８】特開平９−５８０５３号公報
【特許文献９】特開２００５−２５７８２５号公報
【特許文献１０】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】
【００１３】
上述したように、従来の光走査装置を搭載した画像形成装置においては、光偏向器を構成する回転多面鏡の回転に伴う発熱などによる光学筺体内の光学素子の不均一な温度上昇によって発生する走査線曲がりおよびそのような走査線曲がりの変動を極力少なくすることが要求されている。
したがって、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、偏向器等の局部的な発熱に起因する光学素子の不均一な温度上昇に起因する変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、有効に低減し得る光走査装置および画像形成装置を提供することを目的としている。
すなわち、本発明の請求項１の目的は、特に、光学素子の部分的な温度上昇に基づく変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、効果的に低減することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、光学素子の部分的な温度上昇に基づく変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、一層効果的に低減することを可能とする光走査装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の請求項３の目的は、特に、光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を、効果的に低減することを可能とする光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を、効果的に低減することを可能とする画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を有効に低減して、しかも色ずれの少ないカラー画像を形成し得る画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を有効に低減して、しかも情報処理システムを容易に形成し得る画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載した本発明に係る光走査装置は、上述した目的を達成するために、
光源と、
前記光源からの光束を偏向する偏向器と、
前記偏向器によって変更された偏向光束を被走査面上に光ビームスポットとして結像させる結像光学素子と、
前記光源、前記偏向器および前記結像光学系を収納してなる筐体と
を具備してなる光走査装置において、
前記筐体が、金属材質により構成され、
前記結像光学素子の少なくとも１つが、前記結像光学素子の面に設けられた突起部を介して前記筐体に固定され、
前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に、前記結像光学素子の熱伝導率との差異が小さい熱伝導率を有する部材を介挿配置してなることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１の光走査装置であって、
前記部材は、前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に充填される充填部材であることを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１または請求項２の光走査装置であって、
ビームスポットの位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記部材が配置された前記結像光学素子とは異なる少なくとも１つの光学素子の姿勢を制御して、ビームスポットの位置ずれを補正する補正制御手段と
を具備することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る画像形成装置は、
請求項１〜請求項３のいずれか１項の光走査装置を備えてなることを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る画像形成装置は、請求項４の画像形成装置であって、
ビームスポットが結像される被走査面をそれぞれ形成する像担持体を複数個有し、カラー画像を構成する各色のトナーを用いて、各像担持体に形成された静電潜像を現像し、これら現像された各色の画像を転写体上で重ね合わせて、カラー画像を形成する構成を含むことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る画像形成装置は、請求項４または請求項５の画像形成装置であって、
ネットワーク通信機能を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、偏向器等の局部的な発熱に起因する光学素子の不均一な温度上昇に起因する変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、有効に低減し得る光走査装置および画像形成装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１の光走査装置によれば、光源と、
前記光源からの光束を偏向する偏向器と、
前記偏向器によって変更された偏向光束を被走査面上に光ビームスポットとして結像させる結像光学素子と、
前記光源、前記偏向器および前記結像光学系を収納してなる筐体と
を具備してなる光走査装置において、前記筐体が、金属材質により構成され、
前記結像光学素子の少なくとも１つが、前記結像光学素子の面に設けられた突起部を介して前記筐体に固定され、
前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に、前記結像光学素子の熱伝導率との差異が小さい熱伝導率を有する部材を介挿配置してなることにより、特に、光学素子の部分的な温度上昇に基づく変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、効果的に低減することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の請求項２の光走査装置によれば、請求項１の光走査装置において、前記部材は、前記突起部が設けられた前記結像光学素子の面と前記筐体との間に充填される充填部材であることにより、特に、光学素子の部分的な温度上昇に基づく変形により発生する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動を、一層効果的に低減することが可能となる。
本発明の請求項３の光走査装置によれば、請求項１または請求項２の光走査装置において、
ビームスポットの位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記部材が配置された前記結像光学素子とは異なる少なくとも１つの光学素子の姿勢を制御して、ビームスポットの位置ずれを補正する補正制御手段と
を具備することにより、特に、光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を、効果的に低減することが可能となる。
また、本発明の請求項４の画像形成装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の光走査装置を備えてなることにより、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を、効果的に低減することが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項５の画像形成装置によれば、請求項４の画像形成装置において、ビームスポットが結像される被走査面をそれぞれ形成する像担持体を複数個有し、カラー画像を構成する各色のトナーを用いて、各像担持体に形成された静電潜像を現像し、これら現像された各色の画像を転写体上で重ね合わせて、カラー画像を形成する構成を含むことにより、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を有効に低減して、しかも色ずれの少ないカラー画像を形成することができる。
本発明の請求項６の画像形成装置によれば、請求項４または請求項５の画像形成装置において、ネットワーク通信機能を含むことにより、特に、光走査装置における光学素子の部分的な温度上昇に起因する走査線曲がりおよび走査線曲がりの変動による影響を有効に低減して、しかも情報処理システムを容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の光走査装置および画像形成装置を詳細に説明する。
図１〜図９は、本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の要部の機械的な構成を示している。図１は、光走査装置の要部全体の構成を模式的に示す斜視図、図２は、図１の光走査装置における本発明の特徴となるハウジングへの光学素子の取り付け構造を模式的に示す断面図、図３は、図２に示す光学素子の構成を模式的に示す底面図、図４は、光学素子とハウジングとの間に介挿される部材の構成を模式的に示す平面図、図５は、図１に示すアナモフィックレンズの支持構成を示す分解斜視図、図６は、図５のアナモフィックレンズの支持構成の装着状態を光軸方向から見た正面図、図７は、図５および図６に示すアナモフィックレンズの走査傾き調整機構のステッピングモータ周辺の構成を詳細に示す断面図、図８は、図１に示すフォトセンサを実装した複数の基板の少なくとも一部におけるフォトダイオードの配置構成の一例を示す模式図、そして図９は、図１に示す光源ユニットの詳細な構成を説明するための分解斜視図である。
【００２１】
図１に示す光走査装置は、感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４、ポリゴンミラー１０６、光源ユニット１０７，１０８，１０９，１１０、入射ミラー１１１，１１２、ポリゴンミラー１０６、シリンドリカルレンズ１１３，１１４，１１５，１１６、光軸変更手段１１７，１１８，１１９、ｆθレンズ１２０，１２１、アナモフィックレンズ１２２，１２３，１２４，１２５、折り返しミラー１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７およびセンサ基板１３８，１３９，１４０，１４１を具備している。なお、図１には、転写体の移動方向１０５およびビーム２０１，２０２，２０３，２０４も示している。
図１は、４ステーションを走査する光走査装置の実施の形態の構成を示しており、これら４ステーションを、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し、走査する対向走査方式の構成を示している。４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３および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。
【００２２】
図示のように、各感光体ドラム１０１、１０２、１０３および１０４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により光ビームを偏向走査する。ポリゴンミラー１０６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、一方の側の書出し位置ともう一方の側の書き終わり位置とが一致するようにして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、図示していない筐体、すなわち光学ハウジング、上に設置される。
この実施の形態においては、感光体ドラム１０１、１０２、１０３および１０４の各々に対して、それぞれ半導体レーザを一対ずつ配備し、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。それぞれ各光源ユニット１０７，１０８，１０９および１１０からのビーム２０１、２０２、２０３および２０４は、光源ユニット１０７，１０８，１０９および１１０毎に射出位置が副走査方向に異なる位置、この実施の形態では、光源ユニット１０７および１０８と、１０９および１１０との射出位置が所定高さ、例えば６ｍｍ、だけ異なる位置となるように配備し、光源ユニット１０８および１０９からのビーム２０２および２０３は、それぞれ入射ミラー１１１および１１２により折り返し、直接ポリゴンミラー１０６へと向かう光源ユニット１０７および１１０からのビーム２０１および２０４に対して、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。
【００２３】
シリンドリカルレンズ１１３、１１４、１１５および１１６は、一方の面を平面とし、他方の面を副走査方向について共通の曲率を有し且つそれと直交する方向については曲率を有さない円筒状の凸面として、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る。これらシリンドリカルレンズ１１３、１１４、１１５および１１６によって、各光ビーム２０１、２０２、２０３および２０４は、それぞれ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ｆθレンズ１２０および１２１と、アナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４および１２５からなる結像光学系との組み合わせにおいて、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構成している。
光軸変更手段１１７、１１８および１１９は、基準色を除くステーションに（この実施の形態では、光源ユニット１０９からのビーム２０３以外の光源ユニット１０７、１０８および１１０からのビーム２０１、２０２および２０４に対して）配備され、各ビームの走査位置を（必要に応じて補正して）安定的に保持する。
【００２４】
この場合、ポリゴンミラー１０６は、６面ミラーであり、この実施の形態では２段に構成され、偏向に用いていない中間部に、ポリゴンミラー１０６の内接円より若干小径となるように、溝を形成して風損を低減した形状としている。この場合、１層の厚さは約２ｍｍであり、上下のポリゴンミラー１０６の回転位相は同一である。
ｆθレンズ１２０および１２１も、一体成形または接合されて２層に形成されており、各々、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をなし、各ビーム２０１、２０２、２０３および２０４毎に配備されるアナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４および１２５とこれらｆθレンズ１２０および１２１とにより結像光学系を構成し、各ビーム２０１、２０２、２０３および２０４を感光体ドラム１０１、１０２、１０３および１０４面上にスポット状に結像して、潜像を記録する。
各色ステーションは、ポリゴンミラー１０６から感光体ドラム１０１、１０２、１０３および１０４面に至る各々の光路長が一致するように、且つ等間隔で配列された各感光体ドラム１０１、１０２、１０３および１０４に対する入射位置および入射角が等しくなるように、複数枚の折り返しミラー、この実施の形態においては１ステーションあたり３枚ずつの折り返しミラー１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７、が配置される。
【００２５】
各色ステーション毎に光路を追って説明する。
光源ユニット１０７からのビーム２０１は、光軸変更手段１１７およびシリンドリカルレンズ１１３を順次介して、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および１２８で反射されて感光体ドラム１０２に導かれて、第２の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およびシリンドリカルレンズ１１４を順次介して、入射ミラー１１１で反射され、ポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後、ｆθ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および１３１で反射されて感光体ドラム１０１に導かれて、第１のステーションとしてイエロー画像を形成する。
ポリゴンミラー１０６に対して対称的に配置された相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、折り返しミラー１３２、１３３および１３４で反射されて感光体ドラム１０４に導かれて、第４のステーションとしてブラック画像を形成する。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および１３７で反射されて感光体ドラム１０３に導かれて、第３のステーションとしてシアン画像を形成する。
【００２６】
図２は、例えばｆθレンズ等のような光学素子を一般的な光学素子として代表して示しており、光学素子１、突起部２、ハウジング３および部材４を備えている。図示のように、光学素子１が突起部２を介してハウジング３に取り付けられ、光学素子１とハウジング３との間に部材４を介挿配置した状態を示している。部材４は、光学素子１およびハウジング３に比べて柔軟性のある弾性材料からなる部材であり、例えばゴム部材、または硬化性の低い接着剤などが考えられる。ハウジング３が発熱すると、熱伝導率の差異が小さい光学素子１の突起部２と部材４は、均等に光学素子１に熱を伝え副走査方向の曲がりを生じさせない（請求項１に対応する）。
光学素子１に設けられた突起部２が図３のように配置されているとき、図４の様に突起部２に対応する位置に貫通孔４ａが形成された部材４を光学素子１とハウジング３との間に設ける。すなわち、図２に示すように、光学素子１の突起部２を、部材４に形成された貫通孔に挿通して、光学素子１とハウジング３との間に介挿配置する。この場合、部材４の熱伝導率と光学素子１および突起部２との熱伝導率の差異が小さく、ハウジング３から伝わる熱は、光学素子１を均等に暖める。このとき、光学素子１の屈折率分布は均等であり、副走査方向の曲がりなどは発生せず、画像品質に影響を及ぼさない（請求項２に対応する）。また、光学素子１のハウジング３における位置の精度は、突起部２の小さな面積で保たれるため、光学素子１のコストダウンのためにも有利となる。
【００２７】
図５には、光学素子の一例として図１のアナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４および１２５のようなアナモフィックレンズの支持構成を示している。図５においては、図１のアナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４および１２５のようなアナモフィックレンズをアナモフィックレンズ３０５として一般化して示している。
アナモフィックレンズ３０５は、樹脂材料から製作されており、レンズ本体部（３０５）を取り囲むようにリブ部３０６が形成され、リブ部３０６の中央部には位置決め用の突起３０７が形成されている。
支持板３０１は、金属板材料からなり、断面ほぼコ字状に屈曲形成され、側縁の屈曲立ち上がり部に形成した切欠部３１１にアナモフィックレンズ３０５の突起３０７を係合し、且つリブ部３０６の下面を支持板３０１の底部内面の屈曲立ち上がり部３１０に突き当てて位置決めし、両端近傍において、一対の板ばね３０３によって、リブ部３０６を含むアナモフィックレンズ３０５の上面側と支持板３０１の下面側からこれらアナモフィックレンズ３０５と支持板３０１が押圧挟持されている。つまり、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方から嵌挿し、一端を開口３１３から支持板３０１の内側に出し開口３１４に挿入して固定する。
【００２８】
中央部においては、ねじ穴３１２に調節ねじ３０８を螺装し、板ばね３０２を下側外方から嵌装して、アナモフィックレンズ３０５の下側のリブ部３０６に板ばね３０２の両端部３１７および３１８を引っ掛けて固定し、調節ねじ３０８にリブ部３０６の下面が当接するようにして付勢する（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）。このようにして、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互いに逆方向に働くようにして微妙な調整を可能としている。板ばね３０２の孔３１９は、調節ねじ３０８を貫通するための孔である。図示実施の形態においては、中央部のみならず中央とレンズ端部との中間位置近傍にも同様に、調節ねじ３０８および板ばね３０２を配備しているが、これらは、中央部のみに設けても良い。
図６の（ａ）は、アナモフィックレンズ３０５の装着状態を光軸方向からみた図であり、図６の（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。アナモフィックレンズ３０５は、両端が屈曲立ち上がり部３１０の上端縁で支持され、中央が調節ねじ３０８で支持されている。調節ねじ３０８の突出高さが屈曲立ち上がり部３１０の突出高さよりも小さい場合には、アナモフィックレンズ３０５の中心線（母線）３１２が下側に凸となるように反る。逆に調節ねじ３０８の突出高さが屈曲立ち上がり部３１０の突出高さを超えると上側に凸となるように反る。したがって、調節ねじ３０８を調整することによって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、走査線の曲がりを補正することができる。
【００２９】
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。
画像形成装置の装置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が固定されているので、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が存在しない場合には、これら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。
これに対しては、板ばね３０２と調整ねじ３０８との間に働く力により対応する。すなわち、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、上述した引張応力または圧縮応力による反りの発生を打ち消すような強度（板ばね３０３のばね力に打ち勝つような強度）とする。このようにして、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。
【００３０】
他の解決策としては、アナモフィックレンズ３０５の板ばね３０３に当接する部分を滑り易くすることによって、摩擦力を小さくして、引張応力または圧縮応力を小さくするようにしても良い。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向上させること、硬度を向上させること、潤滑材を塗布しておくこと、そして平滑性の良い部材を当接部位にインサートしておくこと、などによって対応させることが可能である。
なお、上述した調節ねじ３０８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備するようにしても良い。例えば、調節ねじ３０８を、中央部および中央部と屈曲立ち上がり部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。
【００３１】
アナモフィックレンズ３０５を装着した支持板３０１は、一端に形成された突起３２２を光学ハウジング側に設けられた位置決めガイド３２４の間のギャップ３２７に係合して位置決めを行い、且つ当該支持板３０１の両端に図示下向きへの偏倚力を作用させるべく、光学ハウジングに設けられた両端の支持部３２８に対峙して取り付けられた一対の板ばね３２６相互間を架橋し、これら一対の板ばね３２６によって図示下方向きに押圧付勢されて支持される。支持板３０１の両端部３２０および３２３と、それぞれに対応する位置決めガイド３２４および３２５は、図６（ａ）に示す点“Ｏ”を中心とした円弧に沿う形状をしており、対応する部分同士が板ばね３２６によってそれぞれ圧接されるようにして支持されている。
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ねじを可動筒３１６のねじ穴に螺合させ、支持板３０１の他端に形成された切欠３２１と可動筒３１６の外周側壁に形成された凹部とを嵌合させることによって、ステッピングモータ３１５の回転により副走査方向（つまり、アナモフィックレンズ３０５の高さ方向）の変位を制御可能としている。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“Ｏ”（図６（ａ）参照）を回転中心として回動調節でき、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中心線の傾斜が変化して、アナモフィックレンズ３０５の透過後の結像位置としての走査線が傾斜調整し得る（請求項３に対応する）。
【００３２】
なお、この実施の形態では、調節ねじ３０８は、基準となる第４のステーションのアナモフィックレンズ（図１におけるアナモフィックレンズ１２５）を含めた全てのアナモフィックレンズ３０５（つまり、図１におけるアナモフィックレンズ１２２、１２３、１２４および１２５）に配備され、製造時に基準となる走査線曲がりの方向および量に揃うように、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、上述した傾き調整を行うことができるようにしている。
図７は、より精度を高め得る走査線傾き調整機構のステッピングモータの周辺部分の詳細を示している。ステッピングモータ３１５に相当するステッピングモータ４０１のモータ軸には、送りねじ４０２として所定ピッチのねじ（雄ねじ）が切られ、その送りねじ４０２に螺合して可動筒３１６に対応する可動部材４０３が設けられる。可動部材４０３は、外側に平歯車４０４を形成したナットとして構成されている。モータ軸に一体的に固着された平歯車４０５と、共通軸を介して一体的に連動する平行な２段の歯車４０６および４０７からなる２段歯車４０８の一方の歯車４０６とを噛合させ、更に２段歯車４０８の他方の歯車４０７と可動部材４０３の外周に形成した平歯車４０４とを噛合させることで、差動ねじ機構を構成する。さらに、上下の保持部材４０９および４１０の軸受け部を介してこれら歯車列を支持させて、保持部材４０９および４１０と一体的な差動ねじ機構とする。
【００３３】
このような差動ねじ機構は、モータ軸と可動部材４０３が歯車列によって同方向に回転するように構成し、且つこれら歯車列の歯数差を用いて、モータ軸と可動部材４０３の回転位相差を生じさせることによって、可動部材４０３にスラスト方向の微少な移動を生じさせることを可能として、調整の分解能を高めることができる。送りねじと可動筒（ナット）だけで構成した図１の構成の調整分解能と比較して一桁以上精度の高い調整分解能を得ることが可能となる。
また、このような走査線傾き調整機構は、ステッピングモータ４０１を両軸タイプとし、片側に送りねじ４０２および可動部材４０３、片側に平歯車４０５を取り付けて、送りねじと可動部材４０３との位相差を生じさせる２段歯車４０８の支持軸受けを光学ハウジングと一体的に構成することにより、さらに省スペース化を図ることもできる。
【００３４】
図１に戻り、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センサ基板１３８、１３９、１４０および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。この場合、センサ基板１３８および１４０は、同期検知センサを構成し、これら同期検知センサ基板１３８および１４０は、それらのフォトセンサの検出信号に基づいて各々書き込み開始のタイミングを計るべく共用される。また、センサ基板１３９および１４１は、終端検知センサを構成し、これら終端検知センサ基板１３９および１４１は、それらの検出信号と同期検知センサ基板１３８および１４０の検出信号との時間差を計測することによって、走査速度の変化を検出することができる。このようにして検出された走査速度の変化に対して、光源ユニット１０７，１０８，１０９および１１０の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って、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。
また、これらセンサ基板１３８、１３９、１４０および１４１のうちのいずれかのセンサ基板を、図８に示すように主走査方向に垂直なフォトダイオード１５２とそれと非平行なフォトダイオード１５３とが設けられた構成とすることによって、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を計測し、それに基づいて光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出することができる。
【００３５】
すなわち、副走査位置のずれΔｙは、フォトダイオード１５３の傾斜角γ、および光ビームの走査速度Ｖを用いて次式であらわされる。
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・Δｔ
この実施の形態では、後述する光軸偏向手段を用いて、ずれΔｔが常に一定となるように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、上述したような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、各端における副走査位置ずれの差、つまり走査線の傾きを検出することができる（請求項３に対応する）。
図９は、光源ユニットの分解斜視図を示している。図１に示す全ての光源ユニット１０７、１０８、１０９および１１０は、同一の構成であり、ここでは、光源ユニット５００として一般化して説明する。光源ユニット５００は、半導体レーザ５０１，５０２、カップリングレンズ５０３，５０４、ベース部材５０５，５０６、ホルダ部材５０７、板ばね５１０，５１１およびプリント基板５１２を備えている。
【００３６】
半導体レーザ５０１と５０２およびカップリングレンズ５０３と５０４は、各色走査手段毎に射出軸に対して主走査方向に対称に配備される。半導体レーザ５０１と５０２は、それぞれパッケージの外周面を嵌合させてベース部材５０５と５０６に背面側から圧入される。ベース部材５０５および５０６は、各々３点において、表側から貫通孔に挿通したねじを螺合させてホルダ部材５０７の背面に密接して保持される。カップリングレンズ５０３と５０４は、ホルダ部材５０７に、相反する方向に開くように形成したＶ溝部５０８および５０９に外周を突き当て、板ばね５１０および５１１により内方に寄せて押圧された状態で、板ばね５１０および５１１が、ねじ止めされる。なお、上述の例では、カプリングレンズ５０３および５０４を、板ばね５１０および５１１を用いて押圧することによって固定しているが、紫外線硬化型の接着剤等を用いてカップリングレンズ５０３および５０４を接着固定するようにしてもよい。
この際に、半導体レーザ５０１および５０２の発光点がカップリングレンズ５０３および５０４の光軸上となるように、ベース部材５０５および５０６の当接面（光軸に直交する面）上での配置を調節し、そして、カップリングレンズ５０３および５０４からの射出光が平行光束となるようＶ溝における（光軸上での）位置を調節して固定している。各射出光の光軸は射出軸に対して互いに交差するよう傾けられ、この実施の形態では、この交差位置がポリゴンミラー１０６の反射面の近傍となるように各支持部材の傾斜を設定している。
【００３７】
ホルダ部材５０７に立設された台座に、駆動回路が実装されるプリント基板５１２をねじ固定により装着し、各半導体レーザ５０１のリード端子をスルーホールに挿入してハンダ付けすることによって光源ユニット５００を一体的に構成する。
このような光源ユニット５００は、光学ハウジングの壁面に高さを異ならせて形成した係合穴に各ホルダ部材５０７の円筒部５１３を挿入して位置決めし、当接面５１４を突き当ててネジ止めされる。このとき、円筒部５１３を基準として傾斜角γを調整することによって、ビームスポット間隔を記録密度に応じた走査線ピッチに合わせることができる。
次に、図１のように構成されたこの実施の形態に係る光走査装置の書き込み制御回路の構成および動作について図１０を参照して説明する。
図１０に示す書き込み制御回路は、画素クロック生成部６１０、メモリ６２０、倍率検出部６３０、書き込み制御部６４０、画像処理部６５０および光源駆動部６６０を具備している。また、画素クロック生成部６１０は、高周波クロック生成部６１１、カウンタ６１２、比較回路６１３および画素クロック制御回路６１４を備えている。
【００３８】
画素クロック生成部６１０において、カウンタ６１２は、高周波クロック生成部６１１で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントし、カウント値を比較回路６１３に供給する。比較回路６１３は、デューティ比に基いてあらかじめ設定される設定値Ｐ、およ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Ｓと、カウンタ６１２のカウント値とを比較し、カウント値が設定値Ｐと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立下りを指示する制御信号Ｔを、位相データＳと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立上がりを指示する制御信号Ｒを出力する。この場合、カウンタ６１２が、制御信号Ｒと同時にリセットされ再び０からカウントを行なうことによって、連続的なパルス列が形成できる。
こうして、１クロック毎にメモリ６２０から位相データＳを比較回路６１３に取り込み、順次パルス周期が可変された画素クロックＰＣＬＫを、画素クロック制御回路６１４で生成する。この実施の形態では、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できるようにしている。
【００３９】
図１１は、１／８クロックだけ位相を遅らせる例を示している。デューティ５０％とすると設定値Ｐ＝３が与えられ、カウンタ６１２で４カウントされると比較回路６１３を介して画素クロック制御回路６１４が画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。１／８クロック位相を遅らせるものとすると、位相データＳ＝６が与えられ、７カウントで画素クロック制御回路６１４は画素クロックＰＣＬＫを立ち上げる。同時にカウンタ６１２がリセットされるので、４カウントで再び立ち下げる。つまり、隣接するパルス周期が１／８クロック分縮められたことになる。
こうして生成された画素クロックＰＣＬＫは、書き込み制御部６４０によって光源駆動部６６０に与えられ、画素クロックＰＣＬＫを基準に、画像処理部６５０により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って、走査方向に沿った部分的な倍率誤差の歪を補正することができる。
上述した実施の形態では、図１２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を次のように設定して位相データＳとして与えている。
【００４０】
いま、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の変化Ｍ（ｘ）はその積分値で表される。
Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘ
分割区間の始点と終点でビームスポット位置ずれが０となるように補正するものと想定すると、任意の分割区間の倍率の変化に伴う分割区間幅のずれをΔｍ、位相シフトの分解能をσ（一定）、そして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、次式で示される。
Ｄ≒Ｎ／（Δｍ／σ）
但し、Ｄは整数である。
したがって、Ｄ画素毎にσずつ位相をシフトすればよい。上述の実施の形態では、σは１／８画素となる。この場合、分割区間のちょうど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および分割区間の数を設定してやればよい。
【００４１】
一般に、各色画像の重ね合わせ精度は、図１に示す転写ベルト１０５上に形成され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、副走査レジストおよび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なわれている。この補正制御は、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。
検出手段は、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、この実施の形態では、画像の中央と左右両端２ヵ所に配備され、ブラック、シアン、マゼンタおよび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。（図１参照）
図１３を参照して、シェブロンパッチの一例を具体的に説明する。まず、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、左からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー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ｔｙｋ、ｔｍｋおよびｔｃｋの理論値との差より各色の副走査レジストを求め、そして傾け角の異なる一組のラインパターンの検出時間差ｔｋ、ｔｃ、ｔｍおよび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。
【００４２】
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補正する。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、つまり１走査ラインピッチを単位として副走査方向における書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で、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走査ラインピッチ以下の余分をも補正できるようにし、照射位置の基準値（初期値）を設定する。
一方、ページ間においては、図８に関連して上述したようにフォトダイオード１５２および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。なお、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。
【００４３】
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で、画像の全幅と書出し位置を揃える。ページ間においては、上記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、温度変化があっても全幅が変化しないように基準周波数を補正するとともに、中間像高においても倍率の歪みが生じないように、あらかじめ、温度変化に伴って生じる各分割区間毎の倍率変化を予測して重み付けられた位相データを、全幅倍率の可変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渡って倍率が均一になるようにしている。
図１４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すが、全幅の倍率変化に比例して変化しており、全幅倍率の計測値を基に各分割区間の倍率変化に分配できる。
このように、この実施の形態では、トナー像検出による定期的な補正に加え、ジョブ中の変動を監視し、ページ間でも補正をかけることで、ジョブ中においてもわざわざプリント動作を中断することなく各色画像の重ね合わせ精度が保たれるようにしている。
図１５は、上述した光走査装置を搭載した本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置の一例の構成を示している。
【００４４】
図１５に示す画像形成装置は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングケース９０５、転写ベルト９０６、給紙トレイ９０７、給紙コロ９０８、レジストローラ対９０９、定着ローラ９１０、排紙トレイ９１１および排紙ローラ９１２を具備して構成される。光走査装置９００は、上述した図１〜図１４において説明されたいずれかの実施の形態に係る光走査装置である。
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と、上述した光走査装置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する現像ローラ９０３と、この現像ローラ９０３にトナーを補給するトナーカートリッジ９０４と、感光体ドラム９０１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とが配置される。感光体ドラム９０１には、上述したようにポリゴンミラー１面毎の走査による複数ラインの、図１の実施の形態では同時に２ラインの、画像記録が行われる。
【００４５】
画像形成ステーションは、転写ベルト９０６の移動方向に並列配置され、イエロー、マゼンタ、シアンおよび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、基本的には同一の構成である。
また、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によって副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、転写ベルト９０６よりカラー画像が転写されて、定着ローラ９１０で定着されて排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排出される（請求項４および請求項５に対応する）
上述した実施の形態においては、各色の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、あるいは光走査装置を色によって分割し２体として構成してもよい。
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。
【００４６】
さらに、本発明に係る画像形成装置と、コンピュータ等の電子演算装置およびファクシミリ等の画像情報通信システム等とをネットワークを介して接続し相互に通信することによって、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、例えば、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の状態、を知ることができ、最も使用者の希望に適した、最も良好な状態の画像出力装置を選択して、出力を行うことができるようになる（請求項６に対応する）。
上述したように、本発明に係る光走査装置を採用することにより、ジョブ中に発生する色ずれや色変わりの対策として行っている照射位置のずれ補正プロセス（すなわち、レジストずれ検出パターン作成〜補正、再度検出パターン作成〜補正チェック）を実行する回数を低減することが可能になる。また、それによって、生産性の向上を図ることができ、検出パターンを形成する回数も減るため、ずれ補正プロセスによりトナーが消費される回数を減らすことが可能となる。よって、消費電力の削減や消耗品の消費量の抑制を図ることが可能とになる（環境保護対策）。
すなわち、回転多面鏡の回転に伴い発生する発熱量による光学筺体内の光学素子の温度上昇および光学筺体の変形により発生する走査線曲がり、ならびに走査線曲がりの変動を低減することが可能となる。また、それに伴って、ビームスポット位置ずれの補正を行って、画質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の要部の機械的な構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の光走査装置におけるハウジングへの光学素子の取り付け構造を一般化して模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示す光学素子の構成を模式的に示す底面図である。
【図４】図２に示す光学素子とハウジングとの間に介挿される部材の構成を模式的に示す平面図である。
【図５】図１に示すアナモフィックレンズの支持構成の具体的な一例を示す分解斜視図である。
【図６】図５のアナモフィックレンズの支持構成の装着状態を光軸方向から見た正面図である。
【図７】図５および図６に示すアナモフィックレンズの走査傾き調整機構のステッピングモータ周辺の構成の一例を詳細に示す断面図である。
【図８】図１に示すフォトセンサを実装した複数の基板の少なくとも一部におけるフォトダイオードの配置構成の一例を示す模式図である。
【図９】図１に示す光源ユニットの詳細な構成の一例を説明するための分解斜視図である。
【図１０】図１の光走査装置の書き込み制御回路の要部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１１】図１０の書き込み制御回路において、１／８クロックだけ位相を遅らせる場合の各部波形およびそのタイミング関係を示すタイムチャートである。
【図１２】主走査領域におけるビームスポットの位置ずれ分布を示す図である。
【図１３】図１の光走査装置に適用されるシェブロンパッチの一例を具体的に示す図である。
【図１４】図１２の各分割区間ａ〜ｈにおける温度に対する倍率の変化を示す図である。
【図１５】本発明に係る光走査装置を搭載した本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の一例の模式的な構成を示す模式的断面図である。
【図１６】ハウジングからの熱が光学素子へ伝わる伝わりかたを説明するための模式的断面図である。
【図１７】図１６に示すような構成における温度膨張による不均一な形状の変形を模式的に示す模式的断面図である。
【図１８】（ａ）光学素子が不均一に変形しない場合のビームスポット位置を模式的に説明するための図および（ｂ）光学素子が不均一に変形した場合のビームスポット位置を模式的に説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  光学素子
２  突起部
３  ハウジング
４  介挿部材
４ａ  貫通孔
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
１０６  ポリゴンミラー
１１３，１１４，１１５，１１６  シリンドリカルレンズ
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
１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７  折り返しミラー
１３８，１４０  （同期検知）センサ基板
１３９，１４１  （終端検知）センサ基板
１５２，１５３  フォトダイオード
１５４  照明用のＬＥＤ（発光ダイオード）素子
１５５  フォトセンサ
１５６  一対の集光レンズ
３０１  支持板
３０２  板ばね
３０３  板ばね
３０５  アナモフィックレンズ
３０６  リブ部
３０７，３０９  位置決め用の突起
３０８  調節ねじ
３１０  屈曲立ち上がり部
３１１  切欠部
３１３，３１４  開口
３１５  ステッピングモータ
３１６  可動筒
３１７，３１８  両端部
３１９  孔
３２２  突起
３２４，３２５  位置決めガイド
３２６  板ばね
３２７  ギャップ
３２８  支持部
４０１  ステッピングモータ
４０２  送りねじ
４０３  可動部材
４０４，４０５  平歯車
４０６，４０７  歯車
４０８  ２段歯車
４０９，４１０  保持部材
５００  光源ユニット
５０１，５０２  半導体レーザ
５０３，５０４  カップリングレンズ
５０５，５０６  ベース部材
５０７  ホルダ部材
５０８，５０９  Ｖ溝部
５１０，５１１  板ばね
５１２  （駆動回路）プリント基板
５１３  円筒部
５１４  当接面
６１０  画素クロック生成部
６１１  高周波クロック生成部
６１２  カウンタ
６１３  比較回路
６１４  画素クロック制御回路
６２０  メモリ
６３０  倍率検出部
６４０  書き込み制御部
６５０  画像処理部
６６０  光源駆動部
９００  光走査装置
９０１  感光体ドラム
９０２  帯電チャージャ
９０３  現像ローラ
９０４  トナーカートリッジ
９０５  クリーニングケース
９０６  転写ベルト
９０７  給紙トレイ
９０８  給紙コロ
９０９  レジストローラ対
９１０  定着ローラ
９１１  排紙トレイ
９１２  排紙ローラ
【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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