(57)【要約】【課題】小型化と高品質な画像の提供の両立を図ることができるようにする。【解決手段】板バネ７３は、プリズム７８の両端２箇所に設置され、押付け部８６ａ，８６ｂでストッパ８７方向にプリズム７８を押している。第１及び第２の板バネ７３ａ，７３ｂのプリズム７８を挟んで逆側には第１及び第２のストッパ８７ａ，８７ｂが設置される。プリズム７８の中央近傍には突起８４がハウジングから突出している。プリズム７８は突起８４を中心にシーソーのような形で揺動し、板バネ７３ａ，７３ｂに設けた突起８１ａ，８１ｂによって図示上方向の位置が規制され、カム８５で下方向を押えられるため、ある傾きを持ってプリズム７８を固定することができる。逆を言えば、カム８５を回転させることによりプリズム７８の傾きを調整することが可能で、画像でスキューが発生していても傾き補正することができる。【選択図】図１０
2008145939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、
偏光特性を有する２以上の光源と、
前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを１つの光ビームに合成する光偏光合成手段と、
前記光偏光合成手段から入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、
前記偏光手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、
前記光偏光合成手段によって合成された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、
前記光偏光分離手段からの光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段と、
を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、
偏光特性を有する２以上の光源と、
入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、
前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを前記偏向手段近傍で集光させる集光手段と、
前記偏向手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、
前記集光手段によって集光された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、
前記光偏光分離手段からの光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段と、
を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光走査装置において、
前記走査線の傾きを検知する検知手段を備え、前記調整手段は前記検知手段からの情報に基づいて傾きを調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の光走査装置において、
前記調整手段は、前記光偏光分離手段の中央部近傍を中心として前記光偏光分離手段を傾けることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項３記載の光走査装置において、
前記検知手段は、前記偏向手段に近い側の像担持体を照射する光ビームを検知することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項３記載の光走査装置において、
前記検知手段を複数有し、前記調整手段は前記検知手段から取得した複数個のデータうち中央値を前記走査線の傾きとして調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項３記載の光走査装置において、
前記偏向手段を複数有し、前記検知手段は黒の像担持体に潜像を作る光ビームを基準とする光ビームとして検知することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記光偏光分離手段の像担持体側に光ビームを反射させ、前記像担持体側に光ビームを導くプリズムを、前記光偏光分離手段と一体に設けたことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項８の光走査装置において、
前記プリズムの反射面及び透光面以外の面に光拡散加工が施されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、
偏光特性を有する２以上の光源と、
前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを１つの光ビームに合成する光偏光合成手段と、
前記光偏光合成手段から入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、
前記偏光手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、
前記光偏光合成手段によって合成された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、
前記光偏光分離手段に設けられた防振手段と、
を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、
偏光特性を有する２以上の光源と、
入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、
前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを前記偏向手段近傍で集光させる集光手段と、
前記偏向手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、
前記集光手段によって集光された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、
前記光偏光分離手段に設けられた防振手段と、
を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の光走査装置において、
前記防振手段が前記光偏光分離手段の長手方向の面に沿って設けられたガラス又は板金であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１又は２記載の光走査装置において、
前記光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段に代えて、光軸方向の位置を調整する調整手段を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の光走査装置を備えてい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、光走査装置及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に係り、特にプリンタ、複写機、ＦＡＸ、複合機等に用いられる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置からの光ビームを回転多面鏡により偏向させ、偏向された光ビームを回転多面鏡以降に配設された走査光学系により被走査面に向けて集光させることによって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光走査する光走査装置は、レーザプリンタや光プロッタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関連して広く知られている。  
この種の技術としては例えば特許文献１ないし３に記載された発明が公知である。このうち特許文献１には、複数本の光線を偏向手段に導き、偏向手段で反射した光線を分離手段によって複数の方向の光線に分離し、それぞれの光線で複数の被走査体を走査する光走査装置を備え、分離手段で略同じ方向に分離されるよう反射された複数の光線を各々透過もしくは反射させる光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子の調整機構を別体に構成し、略同方向に反射された複数の光ビーム相互間におけるずれの挙動が一定方向ではなくなるようにして、画質上色ズレが目立ちにくい良好な画質を得ることを特徴とする発明が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、２つ以上の光源と、これらの２つ以上の光源から出射される２つ以上のビームをビームスプリッタによって合成することが記載され、また、２つ以上の光源と、これらの２つ以上の光源から出射される２つ以上のビームを偏向器近傍で集光させるようにした構成が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、走査結像光学系が含む結像素子の１以上における副走査方向の姿勢、前記結像素子の１以上における走査線の曲がり、位置及び傾きを補正する駆動源を備えた走査線調整機構と、駆動源を走査線位置情報、傾き情報を基に駆動して、走査線位置及び／または走査線傾きを補正する姿勢制御手段とを有することを特徴とする発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−０５８４６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６６２５号公報
【特許文献３】特開２００５−１６４８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術には以下のような問題点がある。
【０００６】
従来の光書込み装置では、マルチビーム走査における走査線ピッチを容易かつ正確に行うことを課題としている。言い換えれば、副走査方向の走査線の数を増やし、画素密度に応じたピッチに並べることにより印字速度を向上させることを意図している。そのため、光源から光偏向器まではコンパクトに作られているが、光偏向器から像担持体までの間で折返しミラーを多用しているので、副走査方向の高さ寸法が大きくなっている傾向がある。このように高さ寸法が大きくなると、大型の画像形成装置には対応できても、小型の画像形成装置には対応することができない。
【０００７】
また、マルチビームのカラー画像形成装置の場合、各色を重ね合わせて画像形成を行うが、環境変動などにより樹脂で成形されたレンズが歪み、色ズレが頻繁に発生する。その場合、レンズや折返しミラーを動かしたりして色合わせを行うことは公知である。しかし、色合わせ機構（傾き補正機構）を各色毎にもつと部品点数が増えコストが増大し、光走査装置も大きくなってしまう。
【０００８】
このため、従来の技術では小型化と高品質な画像の提供を両立させることが難しかった。
【０００９】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、本発明が解決すべき課題は、小型化と高品質な画像の提供の両立を図ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、第１の手段は、光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、偏光特性を有する２以上の光源と、前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを１つの光ビームに合成する光偏光合成手段と、前記光偏光合成手段から入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、前記偏光手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、前記光偏光合成手段によって合成された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、前記光偏光分離手段からの光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、偏光特性を有する２以上の光源と、入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを前記偏向手段近傍で集光させる集光手段と、前記偏向手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、前記集光手段によって集光された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、前記光偏光分離手段からの光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記走査線の傾きを検知する検知手段を備え、前記調整手段は前記検知手段からの情報に基づいて傾きを調整することを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第１又は第２の手段において、前記調整手段が前記光偏光分離手段の中央部近傍を中心として前記光偏光分離手段を傾けて調整することを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、第３の手段において、前記検知手段が前記偏向手段に近い側の像担持体を照射する光ビームを検知することを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、第３の手段において、前記検知手段を複数有し、前記調整手段は前記検知手段から取得した複数個のデータうち中央値を前記走査線の傾きとして調整することを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、第３の手段において、前記偏向手段を複数有し、前記検知手段が黒の像担持体に潜像を作る光ビームを基準とする光ビームとして検知することを特徴とする。
【００１７】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記光偏光分離手段の像担持体側に光ビームを反射させ、前記像担持体側に光ビームを導くプリズムを、前記光偏光分離手段と一体に設けたことを特徴とする。
【００１８】
第９の手段は、第８の手段において、前記プリズムの反射面及び透光面以外の面に光拡散加工が施されていることを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段は、光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、偏光特性を有する２以上の光源と、前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを１つの光ビームに合成する光偏光合成手段と、前記光偏光合成手段から入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、前記偏光手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、前記光偏光合成手段によって合成された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、前記光偏光分離手段に設けられた防振手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
第１１の手段は、光ビームによって前記被走査面上に光書き込みを行う光走査装置において、偏光特性を有する２以上の光源と、入射された光ビームを走査する１個の偏向手段と、前記２以上の光源から出射される２以上の光ビームを前記偏向手段近傍で集光させる集光手段と、前記偏向手段によって走査された光ビームを被走査面上に集光させる集光手段と、前記集光手段によって集光された光ビームを再度偏光分離する光偏光分離手段と、前記光偏光分離手段に設けられた防振手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
第１２の手段は、第１０又は第１１の手段において、前記防振手段が前記光偏光分離手段の長手方向の面に沿って設けられたガラス又は板金であることを特徴とする。
【００２２】
第１３の手段は、第１又は第２の手段において、前記光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段に代えて、光軸方向の位置を調整する調整手段を備えていることを特徴とする。
【００２３】
第１４の手段は、第１ないし第１３のいずれかの手段に係る光走査装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２４】
なお、後述の実施形態では、光源は半導体レーザ１ａ，１ｂに、光偏向合成手段はプリズム５及び偏光ビームスプリッタ６に、偏光手段はポリゴンミラー９，５４に、光ビームを被走査面上に集光させる集光手段は第３結合光学系７に、光偏向分離手段はプリズム７８に、調整手段はカム８５、突起８４及び突起８１ａ，８１ｂに、２以上の光ビームを前記偏向手段近傍で集光させる集光手段はシリンドリカルレンズ８に、検知手段は三角センサＰＤ２３あるいは同期検知光学系１１に、防振手段は防振ガラス９７に、光軸方向の位置を調整する調整手段はストッパ８７の位置を調整する手段に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光偏光分離手段からの光ビームの走査線の傾きを調整する調整手段を備えているので、２以上の光ビームの傾きを同時に補正することが可能となり、補正に要する部品点数を削減し、光走査装置を小型化することができる。また、初期段階でのレンズ等の変形などによる走査線傾きに起因する色ズレが発生しても色ズレを補正することができるので、色ズレの少ない高品質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置における光走査装置の光源から光偏向器までの概略構成を示す図である。図１において、本実施形態に係る光走査装置では、画像データに基づく制御信号に基づきレーザ光を射出する第１及び第２の半導体レーザ１ａ，１ｂ、射出された各レーザ光を平行光にする第１及び第２のコリメータレンズ（カップリングレンズ）２ａ，２ｂと、平行光にされた各レーザ光を所望のスポット径に絞って透過させる第１及び第２のアパーチャ３ａ，３ｂ、第２のアパーチャ３ｂを通過したレーザ光の偏光方向を９０°回転する１／２波長板４、各レーザ光を合成するプリズム５と偏光ビームスプリッタ６、前記レーザ光をポリゴンミラー９上で紙面垂直方向の副走査方向に集光するシリンドリカルレンズ８、及び集光された光ビームを偏向するポリゴンミラー９を備えている。
【００２８】
１／２波長板４は、第２のアパーチャ３ｂと偏光ビームスプリッタ６との間に配接されている。プリズム５及び偏光ビームスプリッタ６は樹脂あるいはガラスで製作され、プリズム５の反射面５ａに対向する面と偏光ビームスプリッタ６の合成境界面とで接するように形成されている。プリズム５は反射面５ａを有しており、半導体レーザ１ａから射出された光を、偏光方向を変えずに９０°で偏光ビームスプリッタ６側に反射する。偏光ビームスプリッタ６には合成境界面６ａが形成されている。反射面５ａで反射された光とはここで合成される。合成境界面６ａは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するように形成されている。偏光ビームスプリッタとしては、光屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜を交互に積層したものが一般的に知られている。
【００２９】
図２は本実施形態に係る光（マルチビーム）走査装置の全体的な構成の概略を示す図であり、主走査方向から見た状態を示す。図３は図２に示したマルチビーム光走査装置の光源部の拡大断面図である。
【００３０】
図２及び図３において、光源部１２は、光源としての第１の半導体レーザ（ＬＤ）１ａ及び、第１の半導体レーザ１ａからの発散光束を集光するカップリングレンズ２ａ（第１結像光学系）との集合体と、同じく第２の半導体レーザ１ｂ及び半導体レーザ１ｂからの発散光束を集光するカップリングレンズ２ｂとの集合体が一体的に支持部材１０２により支持されて構成されている。なお、半導体レーザ１ａ，１ｂに代えて、複数の発光点を有する半導体レーザアレイや、２次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイを用いて構成しても良い。
【００３１】
光源部１２の半導体レーザ１ａ，１ｂは、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光と偏光方向が９０°異なるものを用いる。光源部１２は、半導体レーザ１ａ，１ｂをホルダ１０１ａ，１０１ｂに各々固定し、各ホルダ１０１ａ，１０１ｂは図上側よりネジ２００ａ−１〜４を通して共通の支持部材１０２に固定される。ホルダ１０１ａ，１０１ｂは図では支持部材１０２に個別に設けられているが、２つの穴の形成された１枚の板状部材を裏側よりネジを通して間に半導体レーザ１ａ，１ｂを挟み込んで保持する構成としても良く、板状部材に嵌合部材を形成し、各嵌合穴に圧入する構成としても良い。
【００３２】
カップリングレンズ２ａ，２ｂは、対応する半導体レーザ１ａ，１ｂの発散光束をカップリングし、平行光束、収束光束、発散光束となるようにレンズ光軸方向の位置に合わせて、半導体レーザ１ａ，１ｂと対に支持部材１０２上に形成した突起部１０３のＶ溝形状またはＵ溝形状の支持部１０３ａ−１、１０３ａ−２との隙間にＵＶ硬化接着剤を塗布し固定される。ここで上記ホルダ１０１ａ，１０１ｂと支持部材１０２は、図では個別に形成されているが１つの部品として一体形成しても良い。
【００３３】
光源部１２は、支持部材１０２上に形成された円筒部１０４を保持部材１０５の裏側より嵌合穴１０６に円筒部１０４を係合させ、支持部材１０２上に形成した位置決め部を基準に当接させ、保持部材１０５の表側よりネジ２０１ａ−１、２０１ａ−２を通して固定する。
【００３４】
上記のように構成した保持部材１０５は、走査光学手段を収納する光学ハウジング（図示せず）に組み付けられた走査光学手段に複数の光ビームを入射する。保持部材１０５は、直接光学ハウジングに組み付けても良いし、ブラケットを介して組み付けても良い。
【００３５】
一方、光源である半導体レーザ１ａ，１ｂの駆動回路が形成される基板（図示せず）が支柱に固定され、半導体レーザ１ａ，１ｂのリードをハンダ付けして回路接続される。
【００３６】
このように大略構成された光走査装置では、光源部１２において、第１の半導体レーザ１ａから射出された光束は、第１のアパーチャ３ａにより光束幅が規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ８（第２結像光学系）によりポリゴンミラー９の偏向反射面９ｂ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。
【００３７】
ポリゴンミラー９は回転軸９ａを軸として等角速度で矢印方向に回転しており、入射光束を等角速度で偏向する。ポリゴンミラー９と被走査媒体６８との間には第３結合光学系７が配設されている。ポリゴンミラー９の偏向反射面９ｂで偏向された光束８ａは、被走査媒体６８上に光スポット１０ａを形成する。光スポット１０ａは、ポリゴンミラー９の回転によって被走査媒体６８上を、図中矢印Ｐ３方向へ走査する。なお、第３結合光学系７はｆθレンズとバレルトロイダルレンズを含む。
【００３８】
同様に、第２の半導体レーザ１ｂから射出した光束は、第２のアパーチャ３ｂにより光束幅が規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ８（第２結像光学系）によりポリゴンミラー９の偏向反射面９ｂ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。なお、第１及び第２のアパーチャ３ａ，３ｂは一体的に形成しても良い。
【００３９】
偏向反射面９ｂにより偏向された光束８ｂは、被走査媒体６８上に光スポット１０ｂを形成する。光スポット１０ｂは、ポリゴンミラー９の回転（図中矢印Ｐ４方向）によって被走査媒体６８上を、図中矢印Ｐ３方向へ走査する。
【００４０】
第１及び第２の半導体レーザ１ａ，１ｂの各発光点の相対的な位置関係は、被走査媒体６８上において一致させるように設置される。第１の半導体レーザ１ａから出射された光束と、第２の半導体レーザ１ｂから出射された光束とは、偏向反射面９ｂ近傍で交差するように構成されている。第１の半導体レーザ１ａから出射された光束に対し、第２の半導体レーザ１ｂから出射された光束は、半導体レーザ１ａ，１ｂそれぞれの射出光束の成す角φの半分の角度（φ／２）だけポリゴンミラー９をずらした状態で光走査するように構成する。
【００４１】
ポリゴンミラー９をずらした状態で光走査するように構成することにより、偏向反射面９ｂで反射された半導体レーザ１ａ，１ｂそれぞれから出射された光束８ａ，８ｂは、走査光学系である第３結像光学系における光路と略同じくすることができる。これにより、被走査面６８上の走査光束の結像面の倒れを低減することが可能となり、各光スポットの結像性能（像面湾曲、倍率誤差等）の劣化を防ぐことができる。
【００４２】
第３結合光学系７の近傍に設けられた同期検知光学系１１では、ポリゴンミラー９により偏向された光束は、ミラー１１−３と同期検知用結像素子１１−２を経た後、フォトダイオード等により構成される同期検知センサ１１−１に導かれる。そして光束が同期検知センサ１１−１上を通過する際に同期信号を発し、同期回路（図示せず）により演算処理され、書込み開始信号をあるタイミングの後発信する。
【００４３】
検知センサとしては、例えば図４に示す三角センサＰＤが使用される。角度ψを持つセンサＰＤ２３は、三角形の中を光ビーム２４ａが通過するときに受光部の光電変化により電位が変わり、信号がｏｎになる。三角形のセンサ部を光ビーム２４ａが外れると、信号がｏｆｆになる。この信号の時間を計測しておき、例えば光ビームが何らかの原因で２４ｂになったとすると、信号がｏｎになる時間が短くなり走査線が傾いていると判断する。事前に長くなったり、短くなったりする時間を計測しておき、それに応じてカムを何度回転するかを導き、プリズムを傾ける。どちらに傾けるか（走査線が右上がりか右下がりかを補正する方向）は、事前にデータを取っておくか、複数個の三角センサＰＤ２３を設ければ実現可能である。従って、この三角センサＰＤが走査線の傾きを検知する検知手段として機能する。
【００４４】
図５は本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。  
図５に示す画像形成装置は間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置である。このような画像形成装置では、被走査面上の実体をなすものは光導電性を有する感光性の像担持体であるが、例えば４つの像担持体を転写紙の搬送方向に配列し、これらの各像担持体に対応した複数の光源装置から出射された光ビームを１つの回転多面鏡で偏向し、各像担持体に対応する複数の走査光学系により各像担持体に同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）などの各々異なる色の現像剤で可視化した後、これらの可視像を同一の転写紙に重ね合わせ転写し、定着することでカラー画像を得るものである。
【００４５】
このように、光走査装置と像担持体の組合せを２組以上用いてカラー画像を得ようとした画像形成装置がタンデム型画像形成装置と称されるものである。このようなタンデム型画像形成装置では、図５に示すように複数の像担持体を走査する光ビームを１つの回転多面鏡で共有させ偏向する方式のものと、共有された１つの回転多面鏡に対向する面に向けて光ビームを入射させ、各々対応する走査光学系により被走査面に導かれる対向走査方式のものとがある。また、図６（ａ），（ｂ）に示すように共有された１つの回転多面鏡の同一位相面に向けて光ビームを入射させ、各々対応する走査光学系により被走査面に導かれる片側走査方式と称されるものもある。
【００４６】
図５に示す対向走査方式、あるいは図６に示す片側走査方式など各色で回転多面鏡（ポリゴンミラー）５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを共有させるカラー画像形成装置においては、各色で同一な走査光学系を用いるため、回転多面鏡の偏向反射面と被走査面までの光路長は当然同じである。そこで、前記カラー画像形成装置の場合、転写紙の搬送方向に並んだ被走査面となる像担持体と回転多面鏡の光路長を各色で一致させつつ、実際の装置の中にレイアウトするために、光路中に折返しミラーを配設し、各像担持体の同一位置に同一の角度で光ビームが入射するように設定している。このとき、装置の小型化のため回転多面鏡やその他の光学素子を保持、固定している光学ハウジングの小型化が重要であり、限られたスペースで光路を適切に設定し、各色の光路長を一致させる必要がある。いずれにしても図５に示す対向走査方式でも、図６に示す片側走査方式でも同様に本発明を適用することができる。
【００４７】
以下、図５を参照し、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。  
プリンタなどの画像形成装置５１では、一般的に最上部に光走査装置５２がセットされる。画像形成装置５１における光走査装置５２の位置はどこにセットされても本発明の実施に際しては問題ない。図示しないＰＣなどからのプリント命令により、前述した半導体レーザなどの光源から画像情報に対応した光ビームが射出される。光源から出射され、副走査方向に収束された光ビームは偏向器であるポリゴンミラー５４に照射され、ポリゴンミラー５４によって回転走査される。回転走査された光ビームは、ｆθ機能や、副走査方向に光束を収束する第１及び第２の走査レンズ５３ａ、５３ｂに導かれる。図５では、光走査装置５１が１個で、ポリゴンミラー５４が１段の例である。なお、図６に示すように光走査装置５２ａ，５２ｂあるいは５２ｃ，５２ｄのように２つに分割し、さらにポリゴンミラー５４ａ〜５４ｄのように２段で構成しても良い。第１及び第２の走査レンズ５３ａ，５３ｂを通過した光ビームはそれぞれの折返しミラー５５、５６ａ，５６ｂ、５７ｂ，５７ａ、５８などにより偏向され、光路６０，６１，６２，６３として示すような経路を経て像担持体である第１ないし第４の感光体ドラム６８，６９，７０，７１に到達し、１ないし第４の感光体ドラム６８，６９，７０，７１各々の表面に潜像を形成する。第１及び第２の走査レンズ５３ａ，５３ｂに関しては、図４において１枚構成であるが複数枚用いることもできる。
【００４８】
一方、画像形成装置５１の最下部には給紙部が設けられ、当該給紙部には給紙カセット７３が設置されている。給紙カセット７３は複数個用いても良く、図示しない手差し給紙部を設けても良い。給紙カセット７３内には複数枚の転写紙Ｐが収納されており、１枚ずつに分離された転写紙Ｐが給紙ローラ７４により１枚ずつ、レジストローラ対７５のニップに到達するまで搬送される。レジストローラ対７５では、中間転写ベルト７２上に重畳されたカラー画像の先端とタイミングを図り、転写紙Ｐを中間転写ベルト７２と転写ローラ７７で形成されるニップに送り出す。
【００４９】
作像プロセスを実行するための第１ないし第４のプロセスカートリッジ６４，６５，６６，６７は、図示しないが、第１ないし第４の感光体ドラム６８，６９，７０，７１を均一に帯電させる帯電器、ブラック（Ｂｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）などのトナーを有する現像器、また場合によっては未転写の残留トナーを回収するクリーニング器を備え、前記第１ないし第４の感光体ドラム６８〜７１表面に形成された潜像上にトナーを付着させ現像していく。第１及び第４の感光体ドラム６８〜７１上のトナーは、タイミングを図りながら中間転写ベルト７２上に１次転写され、転写ローラ７７により転写紙Ｐ上に２次転写させることにより、４色の重畳されたトナーが転写紙Ｐ上に転写される。
【００５０】
トナーが転写された転写紙Ｐは、図示しない搬送路に従って搬送され、定着器５９に運ばれる。定着器５９は、転写紙Ｐ上のトナーを加熱して溶融させ、加圧することで転写紙Ｐ上に固着させる。定着処理された転写紙Ｐは画像形成装置５１外に排出される。
【００５１】
図７は本実施形態に係る光走査装置５１の詳細な構成を示す図、図８は図７の要部を拡大して示す図である。なお、ポリゴンミラー５４と対向する光束は対称に構成され、動作は同じであるため、対称となる構成の片側の構成で代表して説明する。
【００５２】
図７において、ポリゴンミラー５４で反射された光束は第２の走査レンズ５３ｂに到達する。このとき、光束７６はＰ偏光、Ｓ偏光に偏光された２つの光ビームであり、副走査方向には一致させておく。そうすることによって光束７６は第２の走査レンズ５３ｂ内の同じ位置（副走査方向同じ高さ）を通過するので、第３及び第４の感光体ドラム７０，７１に作られる潜像の曲がり、傾きが同じ傾向になる。第２の走査レンズ５３ｂを通過した光束７６は、プリズム７８に到達する。ここで、プリズム７８には図８に示すように屈折率を変化させた合成境界面８２が形成され、Ｓ偏光、Ｐ偏光で直進、反射偏向が選択される。当然のことながら、所望する光ビームが所望の感光体ドラムに到達できるように選択することは言うまでもない。その後、光ビーム６２は、折り返しミラー５７ｂ、５７ａで偏向され第３の感光体ドラム７０に到達する。また、光ビーム６３は、折り返しミラー５８で偏向され第４の感光体ドラム７１に到達する。ポリゴンミラー５４で反射された光ビーム６２，６３の各感光体ドラム６８〜７１に到達する距離は略同じにしておく。第１ないし第４の各感光体ドラム６８〜７１に到達する光ビームパワーに差異を生ずる場合は、フィルタや１／４波長板などで調整する。
【００５３】
図９及び図１０はプリズム７８の支持構造を示す斜視図である。図７ないし図１０において、プリズム７８は、板バネ７３、カム８５、ストッパ８７で挟持されている。板バネ７３は、図９に示すようにプリズム７８の両端２箇所７３ａ，７３ｂに設置され、光走査装置５１の図示しないハウジングにネジ８３ａ，８３ｂで固定され、押付け部８６ａ，８６ｂで図８の左方向（ストッパ８７方向）にプリズム７８を押している。板バネ７３は、コイルスプリングでも代替可能である。
【００５４】
第１及び第２の板バネ７３ａ，７３ｂのプリズム７８を挟んで逆側には第１及び第２のストッパ８７ａ，８７ｂが設置される。第１及び第２のストッパ８７ａ，８７ｂにはそれぞれ絞り形状などによって突起８０が設けられており、第１及び第２の板バネ７３ａ，７３ｂによって押されることによって頂点部分でプリズム７８に接している。ストッパ８７は第３及び第４の感光体ドラム７０，７１に到達する光路の長さが等しくなるように調整するもので、位置が決まった時点でストッパ８７を図示しないハウジング等にネジ止めする。あるいは、突起８０に代えてイモネジを貫通させておき、ストッパ８７をハウジングにネジ止めした後に、前記イモネジで光ビーム６２，６３の経路長を調整、言い換えれば光軸方向の位置調整を行っても良い。
【００５５】
図８に示すようにプリズム７８は下方からカム８５で押し上げられるように構成されている。図９及び図１０に示すように、カム８５はプリズム７８の片側端部に設置される。プリズム７８の中央近傍には突起８４が図示しないハウジングから突出している。プリズム７８は突起８４を中心にシーソーのような形で揺動し、板バネ７３ａ，７３ｂに設けた突起８１ａ，８１ｂによって図示上方向の位置が規制され、カム８５で下方向を押えられるため、ある傾きを持ってプリズム７８を固定することができる。逆を言えば、カム８５を回転させることによりプリズム７８の傾きを調整することが可能で、画像でスキューが発生していても傾き補正することができる。従って、突起８４が調整手段によって中央部近傍を中心として傾ける際の支点として機能する。また、カム８５、突起８４及び突起８１ａ，８１ｂが調整手段として機能する。
【００５６】
ここでは図示していないが、カム８５をギヤ連結し、モータで動かすことも可能である。この場合、前記図４に記載した三角センサＰＤ２３などの情報から傾き量を検出して画像形成装置５１に情報を送ると、傾きを修正するよう画像形成装置５１が計算し、前記モータに駆動時間を送信することにより、自動的に傾き調整するように構成することができる。
【００５７】
図１１は図５に示した画像形成装置に対してプリズム９１ａ，９１ｂ、第１ないし第４の同期検知センサ９２，９３，９４，９５を設けたもので、その他の各部は図５に示した画像形成装置と同一なので、重複する説明は省略する。なお、符号９６は境界線である。
【００５８】
第１ないし第４の同期検知センサ９２〜９５は図４に示した三角センサＰＤと同様の機能を有し、第１ないし第４の各走査ビーム６０，６１，６２，６３に配置されている。同期検知センサは光走査ビームの先端側に置かれることが一般的であるが、組み合わせで後端側に設置しても良い。前記第１ないし第４の同期検知センサ９２〜９５のうちの１つに同期検知センサを限定する場合、ポリゴンミラー５４に近い側にある第２又は第３の同期検知センサ９３，９４を選択する。これは、ポリゴンミラー５４を回転させるポリゴンモータの発熱量が最も大きく、この発熱量により走査レンズ５３ａ，５３ｂに熱歪みを生じさせやすいからである。そのため発熱源に近い側の同期検知センサを使用することにより、走査線傾きが生じても、早期に対応することができる。第１及び第４の同期検知センサ９２，９５と第２及び第３の同期検知センサ９３，９４では差は生じるが、予めどの程度走査線が傾くかのデータを採っておけば、傾き補正量を推測することが可能であり、早期に補正できるので、傾きが大きくずれることはなくなる。
【００５９】
また、複数個の同期検知センサを有する場合、例えば第３及び第４の同期検知センサ９４，９５を設置した場合、第３の同期検知センサ９４と第４の同期検知センサ９５で得られた値の中間値（（最大値−最小値）／２）をプリズム７８の傾きとして採用する。この値を利用して傾きを調整するようにすれば、自動調整が可能になる。傾き量補正は経時で徐々に増加するため、時分割で細かく補正していけば（複数回補正すれば）２つの光ビームの傾きの差分は小さくなるので、プリズム７８を傾けて２つの光ビームを同じ量傾き補正しても画像上目立たなくすることができる。
【００６０】
また、複数個の同期検知センサを有する場合、黒の感光体ドラムに照射する光ビームの同期検知センサを基準とする。黒色は他色が傾いてなくても傾き補正が必要となる。そのため、黒色側に傾き補正の必要がなければ、他色のみを補正することになるので、傾き補正によるダウンタイムを低減できる。
【００６１】
図１１においてプリズム９１ｂは、折返しミラー５７ｂの全反射機能を持つようにして、プリズム７８と一体化したものである。プリズム７８と折返しミラー５７ｂは主走査方向の長さがほぼ同じであるから、プリズム７８を主走査方向に少し大きくし一体化することで、境界線９６の位置くらいまで高さを低くすることができる。また一体化することによって光路６２のばらつきを低減することができる。
【００６２】
図１２においてプリズム７８は、光ビームの入射面、出射面以外の端面８９、側面８８をマット処理しておく。（図中の矢印は光ビーム入射方向）こうすることによってフレア光がプリズムに入射しにくくなり、あるいは光ビームパワーが減衰する。したがって、感光体ドラム６８〜７１に光ビームが照射することがなくなり、あるいは低減できるので異常画像の発生をなくすことができる。
【００６３】
図１２においてプリズム７８は、主走査方向（長手方向）の側面８８に防振ガラス９７を貼付できるように設定しておく。防振ガラス９７の長手方向長さは、板バネ７３ａ，７３ｂに接することのない長さとし、両面テープ、接着剤などで貼付する。駆動などからの振動でプリズム７８が共振してバンディングなどの異常画像が発生することがあるが、防振ガラス９７を貼付することによってプリズム７８の固有振動数が高くなり共振しなくなる。その結果、異常画像が回避できる。材質としてはガラスがよいが、同じような効果が得られる厚めの板金を用いても良い。
【００６４】
以上のように本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００６５】
１）光ビームを分離するプリズム７８の走査線の傾きをカム８５によって調整することができるようにしたので、２つの光ビームの傾きを同時に補正することが可能となる。また、各光ビームのそれぞれに調整手段を用意する必要がないので、補正に要する部品点数が削減でき、光走査装置を小型化する（厚さを薄くする）ことができる。さらに、初期段階でのレンズ等の変形などによる走査線傾きに起因する色ズレが発生しても色ズレを補正することができるので、色ズレの少ない高品質な画像を得ることができる。
【００６６】
２）光偏向器としてポリゴンモータを使用したときに、ポリゴンモータは高速で回転するため発熱しやすく、走査された光ビームを被走査面上に集光させる光学素子としてｆθレンズなどが用いられるが、樹脂で製作されることが多い。このため、ポリゴンモータの発熱によりｆθレンズが歪み、走査線が傾く原因となっている。ポリゴンモータの回転時間が長くなればなるほど傾きが大きくなる傾向がある。そのため、初期調整時と画像形成装置稼動時では傾きの値が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、第３結合光学系７の近傍に設けられたｆθレンズを含む角度ψを持つセンサＰＤ２３等の同期検知光学系１１によって傾きを検知するようにしたので、同期検知光学系１１からの情報に基づいて傾きを調整するようにしたので、環境変動による走査線傾きに起因する色ズレ補正にも対応でき、色ズレの少ない高品質な画像を得ることができる。
【００６７】
３）傾き補正に際して、レンズによって傾きが右上がり、右下がりと全く逆の傾向になることがある。その際、光学素子の端部を上下させる機構の場合、中央支持に比べて大きなストロークが必要となり、光走査装置も大型化していく。そこで、本実施形態では、調整の際、プリズム７８の中央部近傍を中心として傾けるようにしたので、様々な傾きにも対応でき、光走査装置が大型化することもない。
【００６８】
４）光学素子を固定している筐体（ハウジング）は樹脂で製作されることが多い。上述したようにポリゴンモータは発熱しやすいため、光学素子を固定しているハウジングが熱変形する。ポリゴンモータに近い光学素子が熱変形の影響を受けやすいため、その光学素子が担当する色の像担持体の傾きが最大になることが多い。そのため、当該光ビームを検知していないとどのくらい傾きがあるのか把握できず、傾き補正できない場合がある。どこで、本実施形態では、図５に示すようにポリゴンミラー９に近い側の感光体ドラム６９，７０を照射する光ビームを検知するようにした。これにより熱の影響を受けた時の傾きの最大値を把握し、傾き補正量を計算できるので、色ズレの少ない高品質な画像を得ることができる。
【００６９】
５）傾き検知のためのセンサＰＤ２３等の同期検知光学系１１が複数個ある場合、最大傾き量、最小傾き量をそのまま補正値とするとその他の色の光ビームの傾きが増加してしまう。そこで、同期検知光学系１１を複数個有する場合、当該複数個のデータの中央値を前記走査線の傾きに設定し、両者の傾き量を半分にすることができる。これにより、走査線傾きに起因する色ズレの少ない高品質な画像を得ることができる。
【００７０】
６）黒色は他色を重ねて色を作らないため、他色の傾きがゼロで黒色が傾いている場合、黒色も補正しなければならないので、補正するのに時間がかかる。そこで、本実施形態では、黒の像担持体に潜像を作る光ビームを基準とする光ビームとして検知するようにした。これにより、全色傾き補正する必要がなくなり、その結果、補正を行う時間も短くなり、画像形成装置のダウンタイムも短くすることができる。
【００７１】
７）プリズムとミラーを使用して光学系を構成すると、両者の部品を設置するための隙間が必要となり、光書込み装置が大きくなる。折返しミラーのうち分離偏向光偏光素子として機能するプリズム７８の像担持側の折返しミラーをプリズムで置き換えるようにする。すなわち、図１１に示したようにプリズムが折返しミラーの全反射機能を持つようにして、両者を一体化する。これにより、部品間の隙間がなくなり、薄型の光走査装置を製作できる。また、ミラーの取り付け位置精度を考慮しなくて良いので、光路バラツキが低減され、光ビームの大きさも安定できる。
【００７２】
８）光ビームが光学素子に入射する場合、ほとんどの光は所望する像担持体に到達するが、一部の光ビームは表面で反射して他の像担持体に到達し、異常画像となることがある。そこで、本実施形態では、図１２に示すようにプリズム７８の光ビームの入射面、出射面以外の端面８９、側面８８をマット処理した。これにより、フレア光がプリズムの中を通過することがなくなり、または光ビームのパワーが小さくなり異常画像をなくすることができる。
【００７３】
９）プリズム７８が走査方向に長くなると、中央部を最大振幅とする固有振動数が画像形成装置の駆動部などから発生する振動数に近接し、共振して異常画像となることがある。そこで、本実施形態では、プリズム７８の長手方向に、ガラスまたは板金を貼付できるようにした。このようにガラスまたは板金を貼付すると、前記光偏光素子の共振周波数から遠ざけることが可能で、バンディングなどの異常画像が発生しなくなる。
【００７４】
１０）レンズの焦点位置の差異、ハウジングの光偏向素子の位置決めズレなどの要因で光ビームの焦点がずれて像担持体上のビーム径が大きくなり、細線が太くなることがある。そこで、ストッパ８７の位置調整により、あるいはストッパ８７の突起８０に代えてイモネジをストッパ８７に貫通させて、イモネジで光ビーム６２，６３の経路長を調整することができるようにした。これにより、光学素子の部品バラツキなどで焦点距離がずれていても調整できるので、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置における光走査装置の光源から光偏向器までの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る光走査装置の全体的な構成の概略を示す図であり、主走査方向から見た状態を示す。
【図３】図２に示したマルチビーム光走査装置の光源部の拡大断面図である。
【図４】走査線の傾きを検知する三角センサの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図６】２分割した走査装置の例を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る光走査装置５１の詳細な構成を示す図である。
【図８】図７の要部を拡大して示す図である。
【図９】プリズムの支持構造を示す斜視図である。
【図１０】プリズムの支持構造を示す斜視図である。
【図１１】図５に示した画像形成装置に対してプリズム及び同期検知センサを設けた例示す図である。
【図１２】プリズムに防振ガラスを貼付し、光ビームの入射面、出射面以外の端面、側面をマット処理した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ，１ｂ  半導体レーザ
５  プリズム
６  偏光ビームスプリッタ
７  第３結合光学系
２３  三角センサＰＤ
５１  画像形成装置
５２，９０  光走査装置
５３ａ，５３ｂ：走査レンズ
５４  ポリゴンミラー（偏向器）
６８，６９，７０，７１  感光体ドラム（像担持体）。
【００７７】
７８  プリズム
８０，８１、８１ａ、８１ｂ  突起
８２：合成境界面、８３ａ、８３ｂ：ネジ、８４：支点、
８５  カム
８６ａ，８６ｂ  押付け部
８７ａ，８７ｂ  ストッパ
８８  プリズム側面
８９  プリズム端面。
【００７８】
９２，９３，９４，９５  同期検知センサ
９７  防振ガラス
９８ａ，９８ｂ  プリズム。
【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】
2008145939.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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