(57)【要約】【課題】この発明の目的は、色ずれのないカラー画像を提供できる画像形成装置およびその画像形成装置に適した光走査装置を提供することにある。【解決手段】この発明の光走査装置１は、色分解された色成分に対応するＹ，Ｍ，ＣおよびＢの４本のレーザビームＬをひとまとめにした状態で偏向する光偏向装置５と、光偏向装置により偏向された４本のレーザビームを、対応する画像が形成される第１ないし第４の感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれに案内する第１ないし第３の折返しミラー３３Ｂ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃと、それぞれのミラーにより感光体ドラムに向けて折返された４本のレーザビームに対して所定の角度で配置された第１ないし第４の平行平板ガラス３９Ｂ，３９Ｙ，３９Ｍならびに３９Ｃを有する。【選択図】    図３
2008026909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、
前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与える少なくとも１つの光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に前記複数の光のそれぞれに対応して配置される反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、
を、有する光走査装置。
【請求項２】
複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、
前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与える少なくとも１つの光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に前記複数の光のそれぞれに対応して配置される反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、ｎで規定される屈折率が、ｎ≦１．７を満足するとともに、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように所定量傾けて配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、
を、有する光走査装置。
【請求項３】
複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、
前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与えるただ１組の光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に前記複数の光のそれぞれに対応して配置される反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、
を、有する光走査装置。
【請求項４】
複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、
前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与える少なくとも１つの光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に、前記走査対象物に向かう前記複数の光のそれぞれに対し、所定の角度および所定の光路長を提供可能に配置され、前記それぞれの光を前記走査対象物の所定の位置に案内する反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、
を、有する光走査装置。
【請求項５】
複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、
前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与える少なくとも１つの光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に、前記走査対象物に向かう前記複数の光の少なくとも１つに対し、前記光学手段からの前記光に対して光路長の差および内部反射の影響を与えることのないよう所定の角度で固定されるとともに、前記それぞれの光を前記走査対象物の所定の位置に案内する反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、
を、有する光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速レーザプリンタ装置、複数ドラム方式カラー複写機あるいはデジタルカラー複写機などの画像形成装置に利用されるマルチビーム光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、複数ドラム方式カラープリンタあるいは複数ドラム方式カラー複写機などの画像形成装置では、色分解された色成分に対応する複数の画像形成部、及び、この画像形成部に、色成分に対応する画像データすなわち複数のレーザビームを提供するレーザ露光装置すなわち光走査装置が利用されている。
【０００３】
一般に、光走査装置は、光源としての半導体レーザ素子、レーザ素子から出射されたレーザビームのビーム径を所定の大きさに絞り込む第１のレンズ群、第１のレンズ群により絞り込まれたレーザビームを記録媒体が搬送される方向と直交する方向に連続的に反射する光偏向装置、光偏向装置により偏向されたレーザビームを記録媒体の所定の位置に結像させる第２のレンズ群などを有している。
【０００４】
この種の光走査装置としては、適用される画像形成装置に合わせて、各画像形成部のそれぞれに対応して複数の光走査装置が配置される例と、複数のレーザビームを提供可能に形成されたマルチビーム光走査装置が配置される例とが知られている。
【０００５】
マルチビーム光走査装置としては、特開平５−８３４８５号公報に見られるように、マルチビームのビーム数をＮとするとき、光源である半導体レーザ素子、シリンダレンズおよびｆθレンズなどを含むレンズ群をＮセット、ならびに、光偏向装置をＮ／２セット使用する例がある。すなわち、特開平５−８３４８５号公報に示されている例では、４レーザビームの場合、レーザ素子およびレンズ群が４セット、ならびに、光偏向装置が２セットが利用される。
【０００６】
これとは別に、ｆθレンズを２群用意し、光偏向装置に近い第１のｆθレンズ群を１セットのみとして光偏向装置で偏向された全てのレーザビームを入射させる一方で、光偏向装置から離れた第２のｆθレンズ群は全てのレーザビームのそれぞれに対応する複数枚とする例も提案されている。すなわち、この例では、４レーザビームの場合、第２のｆθレンズのみ、４セット利用される。
【０００７】
特願昭６２−２３２３４４号公報には、ｆθレンズ群を１組のみとして、ｆθレンズ群の少なくとも１面のレンズ面にトーリック面を配置したうえで、全てのレーザビームを同一のｆθレンズに入射させる方法が示されている。
【０００８】
また、特開平５−３４６１２号公報には、複数のハーフミラーを利用して、４本のレーザビームを、実質的に１本のレーザビームとみなすことのできるレーザビームとして順に重ね合わせて光偏向装置に案内する方法が示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開平５−８３４８５号公報に見られるマルチビーム光走査装置が利用される場合、複数の光走査装置が利用される場合に比較して、光走査装置に占有される空間の大きさは低減されるものの、光走査装置単体としては、レンズあるいミラーの数が増大することによる部品代および組み立てコストのアップ、または、光走査装置単体としての大きさおよび重さの増大などがある。また、ｆθレンズの形状誤差または固体誤差あるいは取り付け誤差などにより、各色成分ごとのレーザビームの主走査線の曲り、あるいは、ｆθ特性などに代表される結像面における収差特性の偏差が不均一になることが知られている。
【００１０】
第１のｆθレンズのみを共通に利用する例では、第２のｆθレンズの形状誤差または固体誤差あるいは取り付け誤差などにより、上記特開平５−８３４８５号公報に見られる例と同様の不都合が生じる問題がある。
【００１１】
また、特願昭６２−２３２３４４号公報に見られる例では、形状が最適化されていないトーリック面が配置されているのみであるから、複数のレーザビームのいずれかのレーザビームに主走査線曲りが発生する問題がある。なお、上記特開昭６２−２３２３４４号公報に関連して、走査装置に向かうレーザビームの一部を光軸方向へ制御する例が提案されているが、すべての結像領域で十分に収差特性を補正することは困難である。
【００１２】
さらに、上記特願昭６２−２３２３４４号公報に見られる例では、プラスチックにより形成されたレンズの屈折率の温度の変化による変化量が比較的大きいことから、広範囲に亘る環境条件、特に、温度条件の下では、像面湾曲、主走査線曲りあるいはｆθ特性などの特性が大きく変動する問題がある。この例では、しかしながら、特に副走査方向の全域における色消し、像面湾曲、像面歪曲および横倍率などの諸条件を満足しなければならないため、レンズの枚数が増加される問題がある。同時に、各レーザビームの主走査線の平行度を確保するために、ハウジングの精度を非常に高くしなければならずコストアップとなる。
【００１３】
なお、上述したいくつか公報にも示されているが、複数の画像形成部のそれぞれにおいて、レーザ素子からのレーザビームのそれぞれの主走査線が相互に平行になるよう案内するためには、ミラーの枚数が増大されるごとに各ミラーの角度誤差が逓倍されることあるいはハウジングの精度が非常に高くなければならないこと、などの理由により、各ミラー相互の角度を確実に調整しなければならないことが知られている。
【００１４】
このことは、調整作業のためのコストを増大させるばかりでなく、偏向装置回転軸の傾きあるいはトーリックレンズの光軸回りの傾きなどに代表されるミラーの位置ずれ以外の要因による主走査線の傾きを分離できないことにより、それらの原因による主走査線の傾きもミラー位置で調整するために、ますます、その相互位置が設計値からずれてしまい、像面湾曲などの劣化を引き起こすことも知られている。
【００１５】
これらの提案を考慮すると、マルチビーム光走査装置の大きさおよびコストを低減するためには、結像レンズすなわちｆθレンズは、全てのレーザビームに対してただ１組のみ配置し、さらに、ｆθレンズを通過されたのち感光体ドラムに向かうレーザビームの光路すなわちレーザビームを、複数の反射ミラーにより折り曲げることが有益であることが認められる。
【００１６】
しかしながら、複数の反射ミラーが、回転方向あるいは平行移動方向のいづれか一方にのみ移動可能に配置される場合、ｆθレンズを通過されたのち感光体ドラムに向かうそれぞれのレーザビームに関し、平行度ならびにデフォーカス量の双方を同時に調整することは、実質的に困難であることが知られてる。
【００１７】
この発明の目的は、色ずれのないカラー画像を提供できる画像形成装置およびその画像形成装置に適した光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、複数の光を走査対象物に向けて走査する走査手段と、前記複数の光のそれぞれに対して所定の光学特性を与える少なくとも１つの光学手段と、この光学手段と前記走査対象物との間に前記複数の光のそれぞれに対応して配置される反射手段であって、前記複数の光のうちの１つに対応される反射手段は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、前記複数の光のうちの残りに対応される反射手段は、それぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、前記それぞれの反射手段により前記走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を含み、前記走査手段により走査された前記光を前記走査対象物の所定の位置に結像する結像手段と、を、有する光走査装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の光走査装置は、予め角度が固定されている固定部材に固定され、複数の光のうちの１つに対応される反射手段と、複数の光のうちの残りのそれぞれの光ごとに奇数個設けられ、角度および位置を変更可能に形成された保持部材に固定された反射手段と、それぞれの反射手段により走査対象物に向けられたそれぞれの光の光路に、±３°の範囲内で前記反射手段から前記走査対象物に向かうそれぞれの光と非垂直に交わるように配置した平行平板と、を有することから、光学手段により複数の光のそれぞれに与えられた光学特性を、平行平板の傾きに応じて、さらに最適な光学特性となるよう、それぞれの光ごとに調整できる。
【００２０】
また、反射手段および平行平板を用いることにより、光学手段が負担すべき光学特性が低減され、簡単な形状の光学手段の利用が可能となる。
【００２１】
これにより、それぞれの光が通過される光学手段を１つとした状態で、光学手段を通過されて走査対象物に案内される光を、それぞれの光ごとに、微調整可能となる。また、部品点数が低減される。さらに反射手段の少なくとも１つは、光走査装置の所定の位置に、光路長の差および内部反射の影響を与えることのないよう反射面があらかじめ所定の位置に固定され、他の反射手段を調整するための基準となることから、調整に必要なコストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。
【００２３】
図１は、この発明の実施例であるマルチカラー光走査装置が組み込まれる４連ドラム式カラー画像形成装置の正面断面図である。
【００２４】
画像形成装置１００は、色分解された色成分すなわちＹ＝イエロー，Ｍ＝マゼンタ，Ｃ＝シアンおよびＢ＝ブラックごとに画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂを有している。
【００２５】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、光走査装置１の第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折返しミラー３３Ｂを介して各色成分画像に対応するレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が出射される位置に対応して、光走査装置１の下方に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの順で直列に配置されている。
【００２６】
それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の下方には、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像を搬送する搬送ベルト５２が配置されている。
【００２７】
搬送ベルト５２は、図示しないモータにより矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６およびテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ローラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。
【００２８】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、円筒ドラム状で、矢印の方向に回転可能に形成され、印字すべき画像情報に対応する静電潜像が形成される感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂを有している。
【００２９】
各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の周囲の所定の位置には、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に所定の表面電位を提供する帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に形成された静電潜像を、対応する色が与えられているトナーで現像する現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ、搬送ベルト５２を感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に介在させた状態で感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対向され、搬送ベルト５２または搬送ベルト５２を介して搬送される記録用紙Ｐに、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上のトナー像を転写する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 表面に残った残存トナーを除去するクリーナ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ、及び、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとにそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上に残った残存電位を除去する除電装置６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂが、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転方向に沿って順に配置されている。
【００３０】
なお、光走査装置１の各ミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより案内されるレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、各帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に照射される。
【００３１】
搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像が転写されるための記録媒体すなわち用紙Ｐを収容する用紙カセット７０が配置されている。
【００３２】
用紙カセット７０の一端部であって、テンションローラ５４の近傍には、用紙カセット７０に収容されている用紙Ｐを (最上部から) １枚ずつ取り出す半月ローラ (送り出しローラ) ７２が配置されている。送り出しローラ７２とテンションローラ５４との間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙Ｐの先端と各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、特に、５０Ｂによりそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、特に、５８Ｂに形成されたトナー像の先端とを整合させるためのレジストローラ７４が配置されている。
【００３３】
レジストローラ７４と第１の画像形成部５０Ｙとの間であって、テンションローラ５４の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでテンションローラ５４の外周上には、レジストローラ７２を介して所定のタイミングで搬送される１枚の用紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供する吸着ローラ７６が配置されている。なお、吸着ローラ７６の軸線とテンションローラ５４は、平行に配置される。
【００３４】
搬送ベルト５２の一端であって、ベルト駆動ローラ５６の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでベルト駆動ローラ５６の外周上には、搬送ベルト５２あるいは搬送ベルトにより搬送される用紙Ｐ上に形成された画像の位置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配置されている (図１は、正面断面図であるから、後方のセンサ８０のみが示されている) 。
【００３５】
ベルト駆動ローラ５６の外周に対応する搬送ベルト５２上には、搬送ベルト５２上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去する搬送ベルトクリーナ８２が配置されている。
【００３６】
搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐがテンションローラ５６から離脱されてさらに搬送される方向には、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着装置８４が配置されている。
【００３７】
図２および図３には、この発明の実施例であるマルチビーム光走査装置のハウジングを取り除いた状態の概略平面図、ならびに、概略断面図が示されている。なお、図１において既に説明したように、図１に示したカラーレーザビームプリンタ装置では、イエロー＝Ｙ、マゼンタ＝Ｍ、シアン＝Ｃおよびブラック＝Ｂの各色成分ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成するさまざまな装置が４組利用されることから、同様に、各参照符号にＹ，Ｍ，ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別する。
【００３８】
図２に示されるように、マルチビーム光走査装置１は、色成分ごとの画像データに対応するレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを発生する光源としての第１ないし第４の半導体レーザ (以下、レーザ素子と示す) ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ、及び、それぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、所定の位置に配置された対象物すなわち画像形成装置１００の第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂのそれぞれの感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂに向かって所定の線速度で走査すなわち偏向する走査手段としての光偏向装置５などにより構成される。
【００３９】
それぞれのレーザ素子３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂは、光偏向装置５に対し、所定の角度で、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂの順に配置されている。なお、レーザ素子３Ｂすなわち黒 (Ｂ) 画像に対応されるレーザ素子は、光偏向装置５の反射面に向けて直接入射可能に配置される。
【００４０】
それぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と光偏向装置５との間には、レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) からのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の断面ビームスポット形状を所定の形状に整える光源側光学系すなわち偏向前光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃおよび７Ｂが配置されている。
【００４１】
光偏向装置５は、たとえば、８面の平面反射鏡 (面) が正多角形状に配置された多面鏡本体５ａと、多面鏡本体５ａを、一定の速度で所定の方向に回転させるモータ５ｍにより構成される。なお、多面鏡本体５ａは、たとえば、アルミニウム合金により形成される。
【００４２】
偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により出射されるそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対し、光偏向装置５により各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が偏向される方向 (以下、主走査方向と示す) および主走査方向ならびに主走査方向と直交する副走査方向の双方に関して所定の収束性を与える有限焦点レンズ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃおよび９Ｂ、それぞれの有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、副走査方向に関してのみさらに収束性を与えるハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび１１Ｂ、及び、それぞれのハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過された４本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を光偏向装置５の各偏向面 (反射面) に向かって折り曲げる偏向前折返しミラーブロック１３などを有している。なお、レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、及び、ミラーブロック１３は、たとえば、アルミニウム合金などによって形成された保持部材１５上に、一体的に配置されている。
【００４３】
有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、非球面ガラスレンズもしくは球面ガラスレンズにＵＶ硬化プラスチックで非球面を貼り合わせたものにより形成される。また、それぞれのレンズは、保持部材１５と実質的に熱膨張率の等しい材質によって形成された図示しない鏡筒あるいはレンズ保持リングを介して保持部材１５上に固定される。
【００４４】
ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、プラスチックシリンダレンズ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃおよび１７Ｂとガラスシリンダレンズ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃおよび１９Ｂとを含んでいる。
【００４５】
それぞれのプラスチックシリンダレンズ１７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とガラスシリンダレンズ１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とは、副走査方向に関し、実質的に同一の曲率が与えられている。また、各プラスチックシリンダレンズ１７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、たとえば、ＰＭＭＡ (ポリメチルメタクリル) などの材質により形成される。ガラスシリンダレンズ１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、たとえば、ＳＦＳ１などの材質により形成される。また、それぞれのシリンダレンズ１７および１９は、保持部材１５と実質的に熱膨張率の等しい材質によって形成された図示しない鏡筒 (レンズ保持リング) を介して保持部材１５上に固定される。なお、有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、同一の鏡筒により保持されてもよい。
【００４６】
光偏向装置５と感光体ドラム５８との間には、光偏向装置５のそれぞれの反射面により偏向されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、対応する感光体ドラム５８の所定の位置に、おおむね直線状に結像させるための像面側光学系すなわち偏向後光学系２１、偏向後光学系２１を通過されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を検知する水平同期検出器２３、及び、偏向後光学系２１と水平同期検出器２３との間に配置され、偏向後光学系２１を通過された４本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を水平同期検出器２３に向かって反射させる水平同期用折返しミラー２５が配置されている。なお、水平同期検出器２３および水平同期用折返しミラー２５は、４本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対して、ただ１組のみ配置される。また、水平同期用折返しミラー２５は、図５を用いて後述するように、４本のレーザビームのそれぞれを、水平同期検出器２３に順に入射可能に形成されている。
【００４７】
次に、偏向後光学系２１の光学特性を詳細に説明する。
【００４８】
偏向後光学系２１は、広い偏向幅、すなわち光偏向装置５により感光体ドラムに５８に偏向されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の主走査方向の長さ方向の全域で、光偏向装置５の各反射面により偏向された４本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、所定の収差特性を与えるとともに、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の結像面の変動を一定の範囲内に抑えるための第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１を有している。
【００４９】
第１の結像レンズ２７は、入射面２７inおよび出射面２７raの双方がトーリック面に形成された両面トーリックレンズである。なお、入射面２７inならびに出射面２７raの副走査方向の合成パワーは、正で、それぞれの面のトーリック回転対称軸の方向は、入射面２７inが主走査方向に、また、出射面２７raが副走査方向に、それぞれ、規定されている。
【００５０】
第２の結像レンズ２９は、入射面２９inが回転対称面および出射面２９raがトーリック面に形成された片面トーリックレンズである。なお、入射面２９inならびに出射面２９raの副走査方向の合成パワーは、負で、出射面２９raのトーリック回転対称軸の方向は、主走査方向に規定されている。
【００５１】
第３の結像レンズ３１は、入射面３１inがトーリック面および出射面３１raが回転対称面に形成された片面トーリックレンズである。なお、入射面３１inならびに出射面３１raの副走査方向の合成パワーは、正で、入射面３１inのトーリック回転対称軸の方向は、主走査方向に規定されている。
【００５２】
以下、第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１の光学特性を、表１に示す。
【表１】
2008026909.tif 000003
【００５３】
偏向後光学系２１の第３の結像レンズすなわち最も感光体ドラム５８に近いレンズ３１と感光体ドラム５８との間には、レンズ３１を通過された４本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを感光体ドラム５８に向かって折り曲げる第１の折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂ、第１の折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃにより折り曲げられたレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣを、さらに折り返す第２の折返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。なお、図３ (および図１) に示したように、Ｂすなわち黒画像に対応するレーザビームＬＢは、第１の折返しミラー３３Ｂにより折り返されたのち、他のミラーを経由せずに感光体ドラム５８に案内される。すなわち、第２の折返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、それぞれ、４つのレーザビームに対して３枚配置される。
【００５４】
第１、第２および第３の結像レンズ２７，２９および３１、及び、第１の折返しミラー３３Ｂは、光走査装置１の中間ベース１ａに一体成型などにより形成されている図示しない複数の固定部材に、それぞれ、接着などにより固定される。なお、第１の折返しミラー３３Ｂは、ミラーの表面すなわちガラスなどの支持部材に反射部材としての金属などが蒸着されている面と接触される。これにより、それぞれのミラーに入射されるレーザビームは、ミラーの支持部材の厚さおよび支持部材による屈折ならびに内部反射の影響を受けることなく、光路長を正確に設定できる。これに対して、第１の折返しミラー３３の残りすなわちミラー３３ (Ｙ，ＭおよびＣ) 、第２の折返しミラー３５ (Ｙ，ＭおよびＣ) ならびに第３の折返しミラー３５ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、それぞれ、図１３を用いて後述するように、角度および位置を変更可能に形成された固定部材に、反射面すなわちガラスなどの本体部材に、たとえば、アルミニウムなどの反射部材が塗布あるいは蒸着されている側が接触されるとともに、背面すなわち本体部材側から所定の圧力で固定部材に圧接されることで、反射面の位置が変動しないよう固定されている。
【００５５】
第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ、及び、第１の折返しミラー３３Ｂと感光体ドラム５８との間であって、それぞれのミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃを介して反射された４本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が光走査装置１から出射される位置には、さらに、光走査装置１の内部を防塵するための防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂが配置されている。
【００５６】
この防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂは、それぞれ、図３に示されるように、対応するミラー３３Ｂ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃを介して反射された４本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢのそれぞれの主光線と非垂直に交わるように、所定の角度で、ハウジング１に固定されている。
【００５７】
それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ、及び、第１の折返しミラー３３Ｂによって、おおむね、等間隔で、光走査装置１の外部へ出射される。ここで、レーザビームＬＢ (黒) は、第１の折返しミラー３３Ｂ、ただ１枚を含む光路を介して光走査装置１から感光体ドラム５８に向けて出射される。なお、それぞれの光路中のミラーの枚数は、１枚および３枚であるから、奇数に統一されている。このことは、偏向後光学系の第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１のそれぞれのレンズの傾きなどによる像面に到達される各レーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) の主走査線の曲りの方向 (主走査線曲りの位相) を、同一の方向にできる。また、レーザビームＬＢは、図４を用いて後述するように、ミラーブロック１３の通過領域１３Ｂを通過されることから、残りのレーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) に比較して光路中に含まれる誤差が少なく、残りのレーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) の平行度を調整する際の基準として利用できる。
【００５８】
次に、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙの光学特性を詳細に説明する。
【００５９】
偏向後光学系２１すなわち第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１は、プラスチック、たとえば、ＰＭＭＡにより形成されることから、光走査装置の周辺温度が、たとえば、０°Ｃから５０°Ｃの間で変化することにより、屈折率ｎが、１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知られている。この場合、第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１を通過されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が実際に集光される結像面すなわち副走査方向結像位置は、±１２ｍｍ程度変動してしまう。ここで、偏向後光学系２１に利用されるレンズの材質と同一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態で偏向前光学系７に組み込むことによって、温度変化による屈折率ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を±０．５ｍｍ程度に抑えることができる。すなわち、偏向前光学系７がガラスレンズで、偏向後光学系２１がＰＭＭＡで形成されたレンズにより構成される従来の光学系に比較して、偏向後光学系２１のレンズの温度変化による屈折率の変化に起因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。
【００６０】
なお、図３ (および図１) に示したように、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、副走査方向に関し、光走査装置１の光軸 (系の光軸) に対して対称に入射されている。すなわち、レーザビームＬＹおよびＬＢは、光軸Ｏを挟んで対称に、多面鏡５ａに入射される。また、レーザビームＬＭおよびＬＣは、同様に、光軸Ｏを挟んで対称に、かつ、レーザビームＬＹおよびＬＢよりも光軸Ｏ側を、多面鏡５ａに案内される。このことは、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に関し、偏向後光学系２１を、副走査方向の２箇所で最適化できることを示している。従って、各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の像面湾曲および非点収差などの特性をより向上させたり、偏向後光学系２１のレンズ枚数を低減できる。
【００６１】
図４には、ミラーブロック１３が詳細に示されている。
【００６２】
図４に示されるように、ミラーブロック１３は、熱膨脹率が小さい材質、たとえば、アルミニウム合金などにより形成されたブロック本体１３ａと、ブロック本体１３ａの所定の面に形成され、画像形成可能な色成分の数すなわち色分解された色の数よりも「１」だけ少ない数だけ配置された複数の反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃにより構成される。
【００６３】
図４によれば、ミラーブロック１３は、第１ないし第４のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの束のレーザビームＬｏとして光偏向装置５の各反射面に案内するために利用される。詳細には、ミラーブロック１３は、入射させるためにレーザ素子３Ｙから出射されたレーザビームＬＹを折返して光偏向装置５の各反射面に案内する第１の反射面１３Ｙ、レーザ素子３ＭからのレーザビームＬＭおよびレーザ素子３ＣからのレーザビームＬＣを、それぞれ、光偏向装置５の各反射面に向かって折り返す第２および第３の反射面１３Ｍおよび１３Ｃ、及び、レーザ素子３ＢからのレーザビームＬＢをそのまま光偏向装置５の各反射面に案内する通過領域１３Ｂを有している。
【００６４】
それぞれの反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃは、ブロック本体１３ａの各反射面に対応する位置が所定の角度に切り出されたのち、切削面に、たとえば、アルミニウムなどの反射率の高い材質が塗布または蒸着されることにより提供される。なお、ブロック本体１３ａの各反射面に対応する位置は、切削後、研磨により鏡面加工されてもよい。
【００６５】
図４に示したミラーブロックによれば、各反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃは、１つのブロック本体１３ａから切り出されることから、各ミラーごとの相対的な傾き誤差が低減される。また、ブロック本体１３ａを、たとえば、ダイカストにより製造することで、精度の高いミラーブロックが提供できる。
【００６６】
なお、レーザ素子３ＢからのレーザビームＬＢは、すでに説明したように、ミラーブロック１３と交わることなく、ブロック本体１３ａ上の通過領域１３Ｂを通過されて、光偏向装置５の各反射面に直接案内される。
【００６７】
ここで、ミラーブロック１３により反射されて光偏向装置５に案内される各レーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) ならびに光偏向装置５に直接案内されるレーザビームＬＢの強度 (光量) について考察する。
【００６８】
すでに説明したように、特開平５−３４６１２号公報には、２以上のレーザビームを１つの束のレーザビームとして光偏向装置の反射面に入射させる方法として、ハーフミラーにより、レーザビームを、順に、重ねる方法が示されている。しかしながら、複数のハーフミラーが利用されることで、１回の反射および透過 (ハーフミラーを１回通過するごとに) に対し、各レーザから出射されたレーザビームの光量の５０％は無駄となってしまうことは公知である。この場合、ハーフミラーの透過率と反射率を、それぞれ、各レーザビームごとに最適化したとしても、すべてのハーフミラーを通過されるいづれか１つのレーザビームの強度 (光量) は、レーザ素子から出力された光量の約２５％まで低減されてしまう。また、光路中にハーフミラーが光路に傾いて存在すること、及び、各レーザビームが通過するハーフミラーの枚数が異なること、などに起因して、像面湾曲あるいは非点収差など代表される光学特性に、各レーザビームごとに差が生じることが知られている。各レーザビームごとに像面湾曲および非点収差などの特性が異なることは、全てのレーザビームを、同一の有限焦点レンズおよびシリンダレンズのみによりそれぞれの感光体ドラムに結像させることを困難にする。
【００６９】
これに対して、図４に示されているミラーブロック１３によれば、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、光偏向装置５の多面鏡５ａに入射する前段であって、各レーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣが副走査方向に分離している領域 (図６に網かけで示されている) で、通常のミラーによって折り返される。従って、多面鏡５ａにより感光体ドラム５８に向かって供給 (反射) される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の光量は、出射光量のおおむね９０％以上に維持できる。このことは、各レーザの出力を低減できるばかりでなく、感光体ドラム５８に到達される光の収差を均一に補正できるため、レーザビームを小さく絞り、高精細化への対応を可能とする。なお、Ｂ (黒) に対応するレーザ素子３Ｂは、ミラーブロック１３の通過領域１３Ｂを通過されて多面鏡５ａに案内されることから、レーザの出力容量が低減できるばかりでなく、反射面で反射されることによる多面鏡５ａへの入射角の誤差が除去される。
【００７０】
図５には、水平同期用折返しミラーが詳細に示されている。
【００７１】
図５によれば、水平同期用折返しミラー２５は、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に異なるタイミングで反射させるとともに、副走査方向には水平同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供できるよう、主走査方向および副走査方向ともに異なる角度に形成された第１ないし第４の折返しミラー面２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃおよび２５Ｂ、及び、それぞれのミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を一体に保持するミラーブロック２５ａを有している。
【００７２】
ミラーブロック２５ａは、たとえば、ガラス入りＰＣ (ポリカーボネイト) などにより成型される。また、各ミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、所定の角度で成型されたブロック２５ａの対応する位置に、たとえば、アルミニウムなどの金属が蒸着されて形成される。
【００７３】
このようにして、光偏向装置５で偏向された各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの検出器２３に入射させることが可能となるばかりでなく、たとえば、検出器が複数個配置される際に問題となる各検出器の感度あるいは位置ずれに起因する水平同期信号のずれが除去できる。なお、水平同期検出器２３には、水平同期用折返しミラー２５により主走査方向１ラインあたりレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢが合計４回入射されることはいうまでもない。また、ミラーブロック２５ａは、型のミラー面が１つにブロックから切削加工により作成可能に設計され、アンダーカットを必要とせずに、型から抜けるよう工夫されている。
【００７４】
次に、再び、図３ (および図１) を参照して、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と偏向後光学系２１を通って光走査装置１の外部へ出射される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの傾きと折返しミラー３３Ｂ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。
【００７５】
既に説明したように、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射され、第１ないし第３のプラスチックレンズ２７，２９および３１により所定の収差特性が与えられた各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、第１の折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂを介して所定の方向に折り返される。
【００７６】
このとき、レーザビームＬＢは、第１の折返しミラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガラス３９Ｂを通って感光体ドラム５８に案内される。これに対し、残りのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それぞれ、第２の折返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃに案内され、第２の折返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃによって、第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かって反射され、さらに、第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃで反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃにより、おおむね等間隔でそれぞれの感光体ドラムに結像される。この場合、第１の折返しミラー３３Ｂで出射されたレーザビームＬＢとレーザビームＬＢに隣り合うレーザビームＬＣも、おおむね等間隔で感光体ドラム５８Ｂおよび５８Ｃのそれぞれに結像される。
【００７７】
ところで、図３および図６に示したように、防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂは、ミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃで折り返されて各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に向かうそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の主光線に対して所定の角度すなわち非直角で配置されている。このことから、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過されることで、防塵ガラス３９に入射される際の入射位置の延長線上とは異なる出射位置に案内される。ここで、防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の入射位置と出射位置との間のずれは、光偏向装置５の多面鏡５ａによる偏向角が０°の位置で最小となり、偏向角が増大されるにつれて、次第に増加される。これにより、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢとそれぞれの防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂとのなす角を、図７および図８を用いて後述するように、各レーザビームごとに最適に設定することで、第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１を通過される際に、各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に与えられる主走査線の曲りの大きさの偏差を補正できる。従って、画像形成装置１００において、４本のレーザビームが重ね合わせられることにより生じる色ずれが低減される。
【００７８】
図７および図８は、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢとそれぞれに対応する防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂとのなす角と、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの主走査線曲りとの関係を示す光路図である。
【００７９】
図７は、防塵ガラス３９ (ここでは、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢの１つを代表して説明する) すなわち平行平板を、前段に配置されているミラーから対応する感光体ドラムに向かうレーザビームのミラーの反射点と感光体ドラム上の結像位置とを結ぶ線すなわちミラーと感光体ドラムとの間に平行平板が存在しない場合のレーザビームの光路に対して、角度θだけ傾けた状態を副走査方向から見た断面図である。
【００８０】
図７に示されるように、平行平板 (３９) の厚さをｄ、平行平板 (３９) の屈折率をｎとすると、平行平板へ入射するレーザビームの入射角はθで示されることから、レーザビームの入射面での屈折角θ´は、スネルの法則により、    
θ´  ＝  sin−１ (sinθ／ｎ)            ‥‥‥ (２)     
と書き表せる。また、レーザビームは、屈折角θで平行平板から出射される。すなわち、平行平板に入射されたレーザビームは、平行平板を通って入射レーザビームと平行に出射される。
【００８１】
ここで、入射レーザビームと出射レーザビームとの間の距離をΔｘとすると、    
Δｘ  ＝  ｄ (tanθ−tanθ´) cosθ    ‥‥‥ (３)     
で示される。
【００８２】
図８は、防塵ガラス３９すなわち平行平板を、前段に配置されているミラーから対応する感光体ドラムに向かうレーザビームのミラーの反射点と感光体ドラム上の結像位置とを結ぶ線すなわちミラーと感光体ドラムとの間に平行平板が存在しない場合のレーザビームの光路に対して、角度φだけ傾けた状態を主走査方向から見た断面図である。なお、角度φは、平行平板がレーザビームに対して傾けられている量と等価であるが、レーザビームが光偏向装置５の多面鏡５ａにより偏向される量すなわちレーザビームの振り角を示している。
【００８３】
図８に示されるように、平行平板 (３９) の厚さをｄ、平行平板 (３９) の屈折率をｎとすると、平行平板へ入射するレーザビームの入射角はφで示されることから、レーザビームの入射面での屈折角φ´は、スネルの法則により、    
φ´  ＝  sin−１ (sinφ／ｎ)            ‥‥‥ (４)     
と書き表せる。また、レーザビームは、屈折角φで平行平板から出射される。すなわち、平行平板に入射されたレーザビームは、平行平板を通って入射レーザビームと平行に出射される。
【００８４】
このとき、角度φで平行平板に入射したレーザビームが、平行平板内を進む距離ｄ´は、    
ｄ´  ＝  ｄ／cosφ´                  ‥‥‥ (５)     
で示される。なお、いうまでもなく、ｄ´＞ｄとなる。
【００８５】
ここで、図７のｄをｄ´に置き換えて (２) 式ないし (５) 式を整理すると、    
Δｘ
＝  ｄ[tanθ−tan {sin−１ (sinθ／ｎ)}] cosθ／cos [sin−１ (sinφ／ｎ)]    
‥‥‥ (６)     
が導きだされる。
【００８６】
図９は、 (６) 式に示した距離Δｘと平行平板の副走査方向の傾き角θとの関係を示すグラフである。なお、図９では、レーザビームの振り角すなわち角度φの最大値を２５°、平行平板の屈折率ｎを、ｎ＝１．４７ (ガラスの材質はＢＫ７) 、ならびに、平行平板の厚さｄを２ミリメートルとしている。
【００８７】
図９に示されるように、平行平板を副走査方向に傾けることにより、入射レーザビームと出射レーザビームとの間の平行距離Δｘがおおむね角度θに比例して増大されることが認められる。このことは、平行平板を副走査方向に傾ける量と方向を最適化することで、第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および３１によりそれぞれのレーザビームに付与される主走査線の曲りを打ち消すことのできる可能性を示している。
【００８８】
図１０は、図３に示した光走査装置１において、平行平板すなわち防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に関して副走査方向で±１５°の範囲で傾けた場合に、主走査線曲りの量が変化する状態を示すグラフである。
【００８９】
図１０に示されるように、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に関して、主走査線曲りが最小になる傾き角θが存在することが認められる。なお、レーザビームＬＹ (イエロー) とレーザビームＬＢ (黒) とは、副走査方向に関して系の光軸Ｏに対称であるから、レーザビームＬＹのみを表示している。この場合、レーザビームＬＹとレーザビームＬＢとは、極性 (方向) が逆向きになることから、光走査装置１において、防塵ガラス３９Ｙと防塵ガラス３９Ｂとが傾けられる方向が逆になるが、本実施例では、実質的に極性が無視できる程度まで改善される。
【００９０】
図１１は、図１０に示した主走査線曲りに関し、平行平板すなわち防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に関して副走査方向で±３°の範囲で傾けて、最適な傾き角θを求めたグラフである。なお、図１１は、実質的に図１０に示したグラフを拡大したと同一であるから詳細な説明は省略する。
【００９１】
図１１および図１０に示されるように、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢのそれぞれの主走査線曲りの量を求め、対応する防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂのそれぞれを、ミラーと感光体ドラムとの間に平行平板が存在しない場合のレーザビームの光路に対して、所定量だけ傾けることで、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの主走査線曲りを最小にできる。
【００９２】
図１２は、防塵ガラスに適した平行平板の屈折率との関係を示している。図１２に示されるように、図９ないし図１１を用いて求めた平行平板による主走査線曲りの補正量は、平行平板の屈折率ｎの増加に対して次第に増大されるものの非線形増加を示し、ある屈折率をピークとして以降斬減する。ここで、 (６) 式により、補正量が最大となる屈折率ｎを求めると、おおむね１．７となる。ところで、屈折率ｎが１．７を越える平行平板は、比較的高価であることから、図１２の結果より、好ましくは、ｎ≦１．７を満足する平行平板を利用すればよい。
【００９３】
以下、表２に、各防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂの傾き角θを示す。
【表２】
2008026909.tif 000004
【００９４】
図１３ (ａ) および図１３ (ｂ) は、副走査方向の間隔のずれおよび主走査方向の傾きを調整するための基準として利用される折返しミラー３３Ｂを除いた第３の折返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ、第２の折返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに第１の折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃ、すなわち、光路長および副走査方向の間隔のずれおよび主走査方向の傾きを調整可能な全ての折返しミラーを、所定の角度ならびに光路長を満足する位置に支持するミラー支持機構の一例を示す側面図および概略斜視図である。なお、ここでは、１つのミラーで代表して説明する。
【００９５】
図１３ (ａ) および図１３ (ｂ) に示されるように、ミラーは、光走査装置１の中間ベース１ａの所定の位置に、中間ベース１ａと一体的に形成された固定部材１ｂ、固定部材１ｂに対し、対応するミラーを挟んで対向されるミラー保持部材１ｃ、及び、固定部材１ｂに一体的に配置され、ミラー保持部材１ｃに向けてミラーを押圧するばね４１により保持される。なお、固定部材１ｂ、ミラー保持部材１ｃおよびばね４１は、対応するミラーの主走査方向両端に対をなして形成されている。
【００９６】
それぞれのミラー保持部材１ｃの高さ方向のおおむね中央には、自身の旋回運動によってミラー保持部材１ｃ内を矢印ＡおよびＢ方向に移動可能であって、ミラーに対向される側に所定の大きさの突起４３ａが形成されている止めねじ４３が配置されている。なお、突起４３ａは、ミラーが矢印ＣおよびＤ方向に回転されるための支点４３ｆとして機能する１点で、ミラーの表面すなわちガラスなどの支持部材に反射部材としての金属などが蒸着されている面と接触される。これにより、それぞれのミラーに入射されるレーザビームは、ミラーの支持部材の厚さおよび支持部材による屈折ならびに内部反射の影響を受けることなく、支点４３ｆ (突起４３ａ) により管理される位置を反射位置として、光路長を正確に設定できる。
【００９７】
各ミラー保持部材１ｃの止めねじ４３の側方すなわち高さ方向上下には、自身の旋回運動によってミラー保持部材１ｃ内を矢印ＡおよびＢ方向に移動することにより、ミラーを矢印ＡおよびＢ方向に移動させる一対の傾き調整ねじ４５ａおよび４５ｂが配置されている。
【００９８】
図１３ (ａ) および図１３ (ｂ) に示されるように、ミラーは、止めねじ４３ならびに傾き調整ねじ４５ａおよび４５ｂが矢印ＡおよびＢ方向のいづれかに移動されることで、対応するミラーの一端部を、光走査装置１のハウジングの中間ベース１ａに沿って平行移動される。また、ミラーは、止めねじ４３の突起４３ａとミラーとの接点４３ｆを支点とし、傾き調整ねじ４５ａおよび４５ｂが相互に逆向きに移動されることで、傾き調整ねじ４５ａおよび４５ｂの移動量 (繰り出し量) に対応して回転される。
【００９９】
次に、図１３ (ａ) および図１３ (ｂ) に示した傾き調整機構ならびに平行移動機構を用いて、折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃの少なくとも３枚を平行移動または回転させることで光偏向装置５の反射面と各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間の光路長の最適化および副走査方向の間隔のずれおよび主走査方向の傾きを最小にするための方法について説明する。
【０１００】
表３ないし表５は、折返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃのそれぞれに関し、各ミラーを独立に副走査方向に関して回転 (光偏向装置の反射面から感光体ドラムに向かうレーザビームのミラーへの入射角およびミラーからの反射角を変化させる) および各ミラーの主走査方向前側および奥側 (図３において紙面と直交する方向で紙面後方を奥側と示す) のそれぞれを独立に平行移動したときの、像面でのデフォーカス量、副走査方向の間隔のずれならびに主走査方向の傾きの変化をシミュレーションにより計測した結果を示している。なお、シミュレーションに用いるレーザビームは、レーザビームの偏向角 (走査角) が最大となる両端部の２本とし、各ミラーを平行移動する量は、反射面 (表面) 基準で、０．２ミリメートルとした。
【０１０１】
表３および表４は、上述した回転および平行移動を与えるミラーの合計枚数を２枚、及び、回転ならびに平行移動を与える回数 (調整箇所の合計数) を４箇所としたときに、像面でのデフォーカス量および副走査方向の間隔のずれならびに主走査方向の傾きの変化が目標値になり得る位置を、減衰最小自乗法により解を求める方法で検索した結果を示している。なお、表３および表４に示した例は、それぞれ、第１のミラー３３Ｙ，第２のミラー３５Ｙおよび第３のミラー３７Ｙについて示しているが、残りの色に対応するミラーについても自由度が同一であるから、実質的に同一の解が得られることになる。また、減衰最小自乗法は、レンズの自動設計などに利用される手法の１つであって、たとえば、共立出版株式会社より刊行されている「レンズ設計法」第１３１頁ないし第１３７頁などに示されている。
【０１０２】
【表３】
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【０１０３】
【表４】
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【０１０４】
表３および表４に示されるように、回転および平行移動を与えるミラーの合計枚数を２枚ならびに調整箇所の合計数を４箇所としたときに、    
ａ) 第１のミラーの前側および奥側ならびに第２のミラーの前側を平行移動して、第２のミラーを回転させたとき、    
ｂ) 第１のミラーを回転させ、第１のミラーの前側および奥側ならびに第３のミラーの奥側を平行移動したとき、    
ｃ) 第１のミラーの前側および奥側ならびに第３のミラーの奥側を平行移動して、第３のミラーを回転させたとき、    
ｄ) 第３のミラーを回転させ、第１のミラーの奥側ならびに第３のミラーの前側および奥側を平行移動したとき、    
ｅ) 第２のミラーを回転させ、第２のミラーの奥側ならびに第３のミラーの前側および奥側を平行移動したとき、及び、    
ｆ) 第３のミラーを回転させ、第２のミラーの奥側ならびに第３のミラーの前側および奥側を平行移動したとき、    
の６つの条件において、デフォーカス量および副走査方向の間隔のずれならびに主走査方向の傾きの変化を目標値に設定可能な位置を提供できることが認められる。
【０１０５】
表５は、上述した回転および平行移動を与えるミラーの合計枚数を３枚ならびに回転あるいは平行移動を与える回数 (としたときに、像面でのデフォーカス量および副走査方向の間隔のずれ，主走査方向の傾きの変化が目標値になり得る位置を、減衰最小自乗法により解を求める方法で検索した結果を示している。
【表５】
2008026909.tif 000007
【０１０６】
表５に示されるように、調整箇所の合計数を３箇所とした場合には、デフォーカス量および副走査方向の間隔のずれならびに主走査方向の傾きの変化を目標値に設定できる位置は、存在しないことが認められる。
【０１０７】
図１４は、図１に示した画像形成装置の画像形成動作を制御する画像制御部の概略ブロック図である。
【０１０８】
画像形成装置１００は、画像制御部１１０を有している。
【０１０９】
画像制御部１１０は、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各色成分に対応するデータ制御部１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃおよび１１５Ｂなどの複数の制御ユニットを含んでいる。なお、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、バスライン１１２を介して相互に接続されている。
【０１１０】
また、画像制御ＣＰＵ１１１は、バスライン１１２により、画像形成装置１００の機械要素、たとえば、モータあるいはローラなどの動作、および、電気的要素、たとえば、帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ，現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) あるいは転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に印加される電圧値または電流量などを制御する主制御装置１０１と接続されている。なお、主制御装置１０１には、装置１００をイニシャルするためのイニシャルデータあるいはテストパターンなどが記憶されている図示しないＲＯＭ (リード・オンリ・メモリ) 、入力された画像データあるいはレジストセンサ７８および８０の出力に応じて算出される補正データなどを一時的に記憶するＲＡＭ１０２ (ランダム・アクセス・メモリ) 、及び、後述する調整モードによって求められるさまざまな補正データを記憶する不揮発性メモリ１０３などが接続されている。
【０１１１】
タイミング制御部１１３には、各色成分ごとの画像データが記憶される画像メモリ１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃおよび１１４Ｂ、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に基づいて、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に向かってレーザビームを照射するために対応するレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を付勢するレーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、レジストセンサ７８および８０からの出力に基づいてレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢにより画像を書き込むタイミングの補正量をレジストセンサ７８および８０からの信号に基づいて演算するレジスト補正演算装置１１７、レジスト補正演算装置１１７からの信号に基づいて各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および光走査装置１のレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を動作させるためのさまざまなタイミングを規定するタイミング設定装置１１８、及び、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ごとの固体誤差および光走査装置１内の各光路の光路長の差に起因するずれを補正する発振周波数可変回路 (ボルテージ・コントロールド・オシレータすなわち電圧制御発振回路、以下、ＶＣＯとする) １１９Ｙ，１１９Ｍ，１１９Ｃおよび１１９Ｂなどが接続されている。
【０１１２】
タイミング制御装置１１３は、内部に、補正データを記憶できるＲＡＭ部を含むマイクロプロセッサであって、たとえば、個々の仕様に基づいて専用ＩＣ (アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット、以下、ＡＳＩＣとする) などに集積されている。データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、複数のラッチ回路およびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。レジスト補正演算装置１１７は、少なくとも４組のコンパレータおよびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、出力される周波数が印加される電圧に応じて変化できる発振回路であって、±３％程度の周波数可変範囲を有する。この種の発振回路としては、調和発振回路、ＬＣ発振回路あるいはシミュレーテッドリアクタンス可変ＬＣ発振回路などが利用される。なお、ＶＣＯ１１９として利用可能な素子として、出力波形をサイン波から矩形波に変換する変換器が一体に組み込まれた回路素子も知られている。
【０１１３】
各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) には、図示しない外部記憶装置あるいはホストコンピュータなどからの画像データが記憶される。また、光走査装置１の水平同期検出器２３の出力は、水平同期信号発生回路１２１を介して水平同期信号Ｈｓｙｎｃに変換され、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に入力される。
【０１１４】
次に、図１および図１４を参照して、画像形成装置１００の動作を説明する。
【０１１５】
画像形成装置１００は、搬送ベルト５２を介して搬送されている用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成 (通常) モードと搬送ベルト５２上に直接画像を形成するレジスト補正 (調整) モードとの２つのモードで動作可能である。
【０１１６】
以下、第１に、レジスト補正 (調整) モードについて説明する。
【０１１７】
図１５は、レジスト補正モードを説明するために図１に示されている画像形成装置の搬送ベルトの近傍を抜き出した概略斜視図である。既に説明したように、レジストセンタ７８および８０は、搬送ベルト５２の幅方向すなわち副走査方向Ｈに所定の間隔で配置されている。なお、レジストセンタ７８および８０相互の中心を結ぶ線 (仮想) は、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の軸線におおむね平行に規定される。レジストセンタ７８および８０の中心を結ぶ線は、好ましくは、画像形成部５０Ｂの感光体ドラム５８Ｂに、正確に平行に配置される。
【０１１８】
搬送ベルト５２は、ベルト駆動ローラ５４が矢印の方向に回転されることにより、領域５２ａがローラ５４からローラ５６に向かう方向に移動される (以下、この方向を副走査方向Ｈとする) 。
【０１１９】
レジスト補正モードでは、それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、搬送ベルト５２の副走査方向Ｈと直交する方向 (以下、この方向を主走査方向Ｖとする) に所定の距離をおいた２組のテスト画像１７８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および１８０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が形成される。
【０１２０】
それぞれのテスト画像１７８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および１８０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、ＲＯＭにあらかじめ記憶されているレジスト調整用画像データに対応して形成される。
【０１２１】
主走査方向Ｖに沿って距離を置いた一対のテスト画像１７８および１８０は、搬送ベルト５２の移動にともなって副走査方向Ｈに沿って移動され、レジストセンサ７８および８０を通過される。この結果、テスト画像１７８および１８０とレジストセンサ７８および８０との間のずれが検出される。なお、レジスト補正モードでは、カセット７０から用紙Ｐを給送する送り出しローラ７２および定着装置８４は、停止されたままである。
【０１２２】
詳細には、主制御装置１０１の制御により、第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂが付勢され、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に所定の電位が与えられる。同時に、画像制御部１１０の画像制御ＣＰＵ１１１の制御により光走査装置１の光偏向装置５の多面鏡５ａが所定の速度で回転される。
【０１２３】
続いて、画像制御ＣＰＵ１１１の制御によりＲＯＭから取り込まれたテスト画像に対応する画像データが各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に取り込まれる。こののち、タイミング制御部１１３により、タイミング設定装置１１８により設定されたタイミングデータおよびタイミング制御部１１３の内部ＲＡＭに記憶されているレジスト補正データ (内部ＲＡＭにレジスト補正データが記憶されていない初期状態では、ＲＯＭに記憶されているイニシャルデータが利用される) に基づいてタイミング制御部１１３から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力される。
【０１２４】
タイミング制御部１１３により発生された垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に供給される。
【０１２５】
各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて、対応するレーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により光走査装置１の対応するレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を動作させ、レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が水平同期検出器２３により検知され、水平同期信号発生回路１２１から水平同期信号Ｈｓｙｎｃが出力されてから所定のクロック (レジストセンサ７８および８０からの出力が入力されるまでは、ＲＯＭに記憶されているイニシャルデータが利用される) を計数したのち、画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に記憶されている画像データを所定のタイミングで出力する。このとき、各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) には、ＲＯＭに記憶されているイニシャルデータである発振周波数データが供給される。続いて、それぞれのデータ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から画像データに対応するレーザ駆動信号がレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に出力され、レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から画像データに基づいて強度変調されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が出力される。従って、あらかじめ所定の電位に対応されている画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの各感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂのそれぞれに、テスト画像データに対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂにより、対応する色が与えられているトナーで現像され、４色２組のテストトナー像に変換される。
【０１２６】
各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上で現像された４色２組のテストトナー像は、転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂを介して搬送ベルト５２に転写され、レジストセンサ７８および８０に向かって搬送される。２組のテストトナー像がレジストセンサ７８および８０を通過される際に、レジストセンサ７８および８０の位置を基準としたそれぞれのテストトナー像の相対位置すなわちテストトナー像のずれに対応する所定の出力がレジストセンサ７８および８０から出力される。なお、搬送ベルト５２上に形成された２組のテストトナー像は、搬送ベルト５２の回転にともなってさらに搬送され、ベルトクリーナ８２により取り除かれる。
【０１２７】
レジストセンサ７８および８０からの各出力は、レジスト補正演算装置１１７に入力され、各テストトナー像のずれの演算に利用される。
【０１２８】
レジスト補正演算装置１１７は、副走査方向に所定の距離だけ離れて形成された各色ごとのテストトナー像の対、すなわち、１７８Ｙと１８０Ｙ、１７８Ｍと１８０Ｍ、１７８Ｃと１８０Ｃ、および、１７８Ｂと１８０Ｂごとに、副走査方向の位置のずれを検出したのち、平均値を算出し、この平均値とあらかじめ決められている設計値とのずれ量から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを出力するタイミングの補正量Ｖｒを規定する。これにより、光走査装置１のそれぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の発光タイミング、すなわち、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置された間隔および光走査装置１から出射される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 相互の副走査方向の距離に依存する副走査方向のずれが整合される。
【０１２９】
また、レジスト補正演算装置１１７は、１組のテストトナー像、たとえば、１７８Ｙ，１７８Ｍ，１７８Ｃおよび１７８Ｂのそれぞれの主走査方向の位置のずれを検出したのち、平均値を算出し、この平均値とあらかじめ決められている設計値とのずれ量から水平同期信号Ｈｓｙｎｃが出力されてから画像データを出力するタイミングの補正量Ｈｒを規定する。これにより、光走査装置１の各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射されるレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を画像データで強度変調するタイミング、すなわち、それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に記録される画像データの主走査方向の書きだし位置が整合される。
【０１３０】
レジスト補正演算装置１１７は、さらに、テストトナー像の対、すなわち、１７８Ｙと１８０Ｙ、１７８Ｍと１８０Ｍ、１７８Ｃと１８０Ｃ、および、１７８Ｂと１８０Ｂごとに、主走査方向の位置のずれを検出したのち平均値を算出し、この平均値と予め決められている設計値とのずれを算出することで、ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出力される発振周波数の補正量Ｆｒを規定する。これにより、光走査装置１のそれぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に向かって出射される各レーザビームの１クロック当たりの主走査方向の長さ、すなわち、各感光体５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に結像される主走査方向の１ラインの長さが整合される。
【０１３１】
なお、レジスト補正演算装置１１７により求められたそれぞれの補正量Ｖｒ，ＨｒおよびＦｒは、それぞれ、タイミング制御部１１３内のＲＡＭ部に、一時的に記憶される。この場合、それぞれの補正量Ｖｒ，ＨｒおよびＦｒは、不揮発性ＲＡＭ１０３に記憶されてもよい。また、これらの補正動作は、図示しないコントロールパネルにより補正モードの選択が指示されたとき、画像形成装置１００の図示しない電源スイッチがオンされたとき、あるいは、図示しないカウンタなどによりカウントされるプリント枚数が所定枚数に達したときなどのあらかじめ決められたタイミングで実行される。
【０１３２】
次に、画像形成 (通常) モードについて説明する。
【０１３３】
図示しない操作パネルあるいはホストコンピュータから画像形成開始信号が供給されることで、主制御装置１０１の制御により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) がウォームアップされるとともに、画像制御ＣＰＵ１１１の制御により光走査装置１の光偏向装置５の多面鏡５ａが所定の回転速度で回転される。
【０１３４】
続いて、主制御装置１０１の制御により、外部記憶装置あるいはホストコンピュータもしくはスキャナ (画像読取装置) からプリントすべき画像データがＲＡＭ１０２に取り込まれる。ＲＡＭ１０２に取り込まれた画像データの一部 (あるいは全部) は、画像制御部１１０の画像制御ＣＰＵ１１１の制御により、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に収納される。また、主制御装置１０１の制御により、所定のタイミング、たとえば、タイミング制御部１１３からの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃなどを基準として、送り出しローラ７２が付勢され、用紙カセット７０から１枚の用紙Ｐが取り出される。この取り出された用紙Ｐは、レジストローラ７２により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) による画像形成動作により提供されるＹ，Ｍ，ＣおよびＢの各トナー像とタイミングが整合され、吸着ローラ７４により搬送ベルト５２に密着されて、搬送ベルト５２の回転にともなって、各画像形成部５０に向かって案内される。
【０１３５】
一方、用紙Ｐの給送および搬送動作と平行してあるいは同時に、タイミング設定装置１１８により設定されたデータおよびタイミング制御部１１３の内部ＲＡＭから読み出されたレジストデータおよびクロックデータに基づいて、タイミング制御部１１３から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力される。
【０１３６】
タイミング制御部１１３により垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力されることで、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が付勢され、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から主走査方向の１ライン分のレーザビームが各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に照射される。この１ライン分のレーザビームに基づいて水平同期信号発生回路１２１から発生される水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力直後から各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数がカウントされ、各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数が所定値に達した時点で、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) からプリントすべき画像データが読み出される。続いて、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対し、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の強度を変化するために画像データが転送され、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、ずれのない画像が形成される。この結果、それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に案内される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) までの間の光路の偏差あるいは各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の直径の偏差に起因する像面でのビームスポット径の変動の影響を受けることなく各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に正確に結像される。
【０１３７】
各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に結像されたそれぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、予め所定の電位に帯電されている各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の電位を、画像データに基づいて変化させることで、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、画像データに対応する静電潜像を形成する。この静電潜像は、各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、対応する色を有するトナーにより現像され、トナー像に変換される。
【０１３８】
各トナー像は、それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転にともなって搬送ベルト５２により搬送されている用紙Ｐに向かって移動され、予め決められたタイミングにより、転写装置６４により、搬送ベルト５２上の用紙Ｐに、所定のタイミングで転写される。これにより、用紙Ｐ上で互いに正確に重なりあった４色のトナー像が用紙Ｐに形成される。なお、トナー像が用紙Ｐに転写されたあとの各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、対応するクリーナ６６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および除電ランプ６８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により残存トナーおよび残存電位が除去されたのち、引き続く画像形成に利用される。
【０１３９】
４色のトナー像を静電的に保持した用紙Ｐは、搬送ベルト５２の回転にともなってさらに搬送され、ベルト駆動ローラ５６の曲率と用紙Ｐの直進性との差によって搬送ベルト５２から分離されて、定着装置８４へ案内される。定着装置８４へ導かれた用紙Ｐは、定着装置８４によりそれぞれのトナーが溶融されることにより、カラー画像としてのトナー像が定着されたのち、図示しない排出トレイに排出される。
【０１４０】
一方、用紙Ｐを定着装置８４に供給したあとの搬送ベルト５２はさらに回転されつつ、ベルトクリーナ８２により、表面に残った不所望なトナーが除去され、再び、カセット７０から給送される用紙Ｐの搬送に利用される。
【０１４１】
なお、本発明の内容はここに記述した形態だけに限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で、他にも様々な形態を取り得ることはいうまでもない。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて、もしくは一部を削除して実施されてもよく、その場合は、組み合わせもしくは削除に起因したさまざまな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】この発明の実施例であるカラー画像形成装置の概略断面図。
【図２】図１に示したカラー画像形成装置に利用される光走査装置を第１ないし第３の結像レンズを中心として，主走査方向から見た状態で展開した光路図。
【図３】図１に示したカラー画像形成装置に利用される光走査装置を光偏向装置の反射面と感光体ドラムとの間が最小値を示す位置で切断した概略断面図。
【図４】図２および図３に示した光走査装置に利用される折返しミラーブロックの概略斜視図。
【図５】図２および図３に示した光走査装置に利用される水平同期検出用折返しミラーの概略斜視図。
【図６】図２および図３に示した光走査装置の各レンズを通るレーザビームの副走査方向の位置を示す概略断面図。
【図７】図２および図３に示した光走査装置の平行平板ガラス部材の副走査方向の傾きと平行平板ガラス部材を通過されるレーザビームの副走査方向の位置を示す概略断面図。
【図８】図７に示した平行平板ガラス部材の副走査方向の傾きと平行平板ガラス部材を通過されるレーザビームの主走査方向の距離を示す概略断面図。
【図９】図７に示した平行平板ガラス部材の副走査方向の傾きと第１ないし第３の結像レンズを通過されたレーザビームの主走査線曲りとの関係を示すグラフ。
【図１０】図７に示した平行平板ガラス部材の副走査方向の傾きと第１ないし第３の結像レンズを通過されたレーザビームの主走査線曲りとの関係を示すグラフ。
【図１１】図７に示した平行平板ガラス部材の副走査方向の傾きと第１ないし第３の結像レンズを通過されたレーザビームの主走査線曲りとの関係を示すグラフ。
【図１２】図７に示した平行平板ガラス部材の屈折率と第１ないし第３の結像レンズを通過されたレーザビームの主走査線曲りとの関係を示すグラフ。
【図１３】図２に示した光走査装置の出射ミラーの調整機構を示す概略斜視図。
【図１４】図１に示した画像形成装置の制御部を示す概略ブロック図。
【図１５】図１に示した画像形成装置の副走査方向のタイミングを整合する方法を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【０１４３】
１…マルチビーム光走査装置、３…半導体レーザ素子、５…光偏向装置、７…偏向前光学系、９…有限焦点レンズ、１１…ハイブリッドシリンダレンズ、１３…ミラーブロック、１５…保持部材、１７…プラスチックシリンダレンズ、１９…ガラスシリンダレンズ、２１…偏向後光学系、２３…水平同期検出器、２５…水平同期用折返しミラー、２７…第１の結像レンズ、２９…第２の結像レンズ、３１…第３の結像レンズ、３３…第１の折返しミラー、３５…第２の折返しミラー、３７…第３の折返しミラー、３９…防塵ガラス、４１…ばね、４３…止めねじ、４５ａ，４５ｂ…傾き調整ねじ。
【図１】
2008026909.tif 000008
【図２】
2008026909.tif 000009
【図３】
2008026909.tif 000010
【図４】
2008026909.tif 000011
【図５】
2008026909.tif 000012
【図６】
2008026909.tif 000013
【図７】
2008026909.tif 000014
【図８】
2008026909.tif 000015
【図９】
2008026909.tif 000016
【図１０】
2008026909.tif 000017
【図１１】
2008026909.tif 000018
【図１２】
2008026909.tif 000019
【図１３】
2008026909.tif 000020
【図１４】
2008026909.tif 000021
【図１５】
2008026909.tif 000022