(57)【要約】【課題】コリメータレンズの近傍の温度変化による半導体レーザの発光点に対するコリメータレンズの主点の位置のズレを補正して、感光体ドラム上でのスポット径を一定にするよう構成した画像形成装置。【解決手段】レーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光を平行にするコリメータレンズとを有する走査光学装置を備えた画像形成装置において、前記コリメータレンズの近傍の温度を検知する温度検知手段と、当該温度検知手段により検知した温度に基づき、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズとが形成する光軸の方向に前記コリメータレンズを移動させ、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズの主点との間隔が初期設定間隔になるように補正する位置補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】　　　　図４
2004114395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光を平行にするコリメータレンズとを有する走査光学装置を備えた画像形成装置において、前記コリメータレンズの近傍の温度を検知する温度検知手段と、当該温度検知手段により検知した温度に基づき、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズとが形成する光軸の方向に前記コリメータレンズを移動させ、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズの主点との間隔が初期設定間隔になるように補正する位置補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記位置補正手段は、前記温度検知手段により検知された温度と前回位置補正の時の検知温度との差が画像形成中に所定値を超えたとき、画像形成を中断して、位置補正を行うとともに、位置補正終了後に画像形成を再スタートさせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザを用いて、画像形成材料上に露光を行う走査光学装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成材料である像担持体の表面にレーザ光源を含む走査光学装置（書き込み手段）を用いて画像データに応じたドット露光を行い静電荷潜像を形成するとともに、反転現像処理を施して前記静電荷潜像をトナー像となし、次いで、転写手段により、前記トナー像と重畳するように転写領域に向けて搬送される転写材上に当該トナー像を転写させた後、分離手段により前記像担持体から前記転写材を分離し、搬送手段を介して前記転写材を定着装置に送り込み、加熱ローラおよび加圧ローラによる加熱・加圧作用で前記トナー像を定着させ、搬送手段により装置外に設けたトレイに排紙する構成の画像形成装置はよく知られている。
【０００３】
上述のような画像形成装置に搭載される走査光学装置は以下に示す構成を有する。
【０００４】
即ち、画像データに基づき変調されたレーザ光が半導体レーザから出射され、コリメータレンズにより平行光とされ、第１シリンドリカルレンズによってポリゴンミラーの反射面上に結像される。ポリゴンミラーで反射されたレーザ光はｆθレンズ及び第２シリンドリカルレンズを介して一様に帯電された像担持体の表面にスポット像を結び、静電荷潜像を形成する。
【０００５】
上記のような構成の走査光学装置を用いた画像形成装置においては、定着装置、ポリゴンミラーを回転させるモータ、あるいは、半導体レーザからの発熱や、環境温度の変化等により、前記のような光学部材が熱的影響を受けてしまう。特に、半導体レーザおよびコリメータレンズを保持する保持部材の温度が変化すると当該保持部材の熱膨張作用を受けて、半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との間隔が初期設定間隔からズレてしまい、結果として、像担持体の表面におけるレーザ光のスポット径が変動してしまう。換言すれば、ピントがずれたスポット径となってしまうため、例えば、高精細な画像形成のためにスポット径を極微小（約６０μｍ）に絞ってあるカラー画像形成装置などの場合、現像後の画像の品質低下を余儀なくされてしまう。
【０００６】
このような半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との間隔のずれに伴う画像品質の低下を抑制する技術の１つとして、コリメータレンズの近傍の温度を検知し、検知した温度に基づいて、レーザ光の変調率、即ち、半導体レーザの発光時間を制御しスポット径の変動による現像性の変化、特に、低濃度部及び高濃度部の現像性の変化を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、半導体レーザの支持部材とコリメータレンズの鏡胴の一部を固定して、固定した位置から半導体レーザの位置までの支持部材の長さと、コリメータレンズの位置までの鏡胴の長さとのうち長く形成された方の熱膨張係数を他方より小さくした樹脂材料を使用して、走査光学装置の温度が変化しても半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との間隔を一定に保ち、スポット径の変化を押さえようという構成も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１６６５９５号公報（第５−６頁、第９図、第１３図）
【０００９】
【特許文献２】
特開平１１−１３３３２９号公報（第２−３頁、第２図、第４図）
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、レーザ光のスポット径の変化に伴い起こる現像性の変化を補正すると言う点では有用であるが、スポット径そのものが所定の値に維持されるものではなく、従って、スポット径の変化による画像品質の低下を補正することはできない。
【００１０】
また、特許文献２に開示された構成は、スポット径の変化を少なくできるという点では有効であるが、まだ十分なものではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、主たる目的は、半導体レーザやコリメータレンズを備える光源ユニットの温度が変化しても、画像形成材料上におけるレーザ光のスポット径をできうる限り所定の値に維持し、安定、かつ、良好な品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記の構成により達成することができる。
【００１３】
（１）レーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光を平行にするコリメータレンズとを有する走査光学装置を備えた画像形成装置において、
前記コリメータレンズの近傍の温度を検知する温度検知手段と、当該温度検知手段により検知した温度に基づき、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズとが形成する光軸の方向に前記コリメータレンズを移動させ、前記半導体レーザの発光点と前記コリメータレンズの主点との間隔が初期設定間隔になるように補正する位置補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（２）前記位置補正手段は、前記温度検知手段により検知された温度と前回位置補正の時の検知温度との差が画像形成中に所定値を超えたとき、画像形成を中断して、位置補正を行うとともに、位置補正終了後に画像形成を再スタートさせることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１はデジタル式複写機からなる画像形成装置の構成を示す模式図である。
本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を利用してトナー画像を転写材上に形成するもので、自動原稿送り装置１、画像読取装置２、画像形成部３、転写材収納部４、給紙部５、反転排紙・再給紙部６、および反転搬送部８を有している。
【００１７】
前記自動原稿送り装置１は、原稿を載置する原稿載置台１１、原稿載置台１１上に載置された原稿を分離する原稿分離手段１２、原稿分離手段１２で分離された原稿を搬送する複数のローラを含む原稿搬送手段１３、原稿搬送手段１３で搬送された原稿を排紙する原稿排紙手段１４、原稿排紙手段１４によって排紙された原稿を載置する原稿排紙台１５、および、両面複写モードにおいて原稿の表裏を反転させるためのローラ対からなる原稿反転手段１６を有している。
【００１８】
装置本体上部の１００は操作部で、１１０は画像形成を開始させるスタートボタン、１２０は電源スイッチを示す。
【００１９】
前記原稿載置台１１上に載置された複数枚の原稿（不図示）は、原稿分離手段１２によって１枚づつ分離され、前記原稿搬送手段１３によって画像読取位置に向けて搬送される。
【００２０】
画像読取位置は前記原稿搬送手段１３の下方部に設けられており、画像読み取り装置２のスリット２１を通して原稿の画像が読み取られるようになっている。
【００２１】
一方、原稿の両面の画像を読み取る際には、一度片面の画像が読み取られた原稿を原稿反転手段１６に導き、原稿の後端が前記原稿反転手段１６を構成する反転ローラ対に挟持された状態において当該反転ローラ対を停止させ、逆回転させて原稿の表裏を反転し、再度、前記原稿搬送手段１３で搬送することにより、前記画像読取位置において他の面（第２面）の画像を読み取ることができる。
【００２２】
このような工程が原稿載置台１１上に載置された原稿の枚数分繰り返される。
また、前記自動原稿送り装置１は可倒式に構成されており、この自動原稿送り装置１を起こしてプラテンガラス２２上を開放し、当該プラテンガラス２２上に原稿を直接載置して複写を行うこともできるように構成してある。
【００２３】
画像読取装置２は、原稿の画像を読み取って画像データを得るための装置であり、前記スリット２１を介して原稿を照射するランプ２３１と原稿からの反射光を反射させる第１ミラー２３２とを一体化してなる第１ミラーユニット２３と、前記第１ミラー２３２からの光を反射させる第２ミラー２４１と第３ミラー２４２とを一体化してなる第２ミラーユニット２４と、当該第２ミラーユニット２４からの反射光を、撮像素子であるＣＣＤに結像させる結像レンズ２５、および、当該結像レンズ２５によって結像された光像を光電変換するライン状のＣＣＤ２６を有する。
【００２４】
光電変換されたアナログ信号は、アナログ処理後にＡ／Ｄ変換され、適宜の画像処理を施された後、画像データとして制御手段Ｃ内のメモリに蓄積される。
【００２５】
前記制御手段ＣはＣＰＵからなり、装置全体をマルチタスクで制御する。
換言すれば、装置本体に設けた電源スイッチ１２０のＯＮの信号入力により、定着装置の加熱源の通電制御を行わせたり、装置のイニシャライズのために、プログラムフローに従って関係する各手段を駆動制御する。
【００２６】
また、装置のイニシャライズが終了した後、アイドリング状態を維持し、画像形成のためのスタートボタン１１０の押下に従って、選択指示された画像形成モードに応じた動作を各駆動手段の駆動制御を介して実行させる。
【００２７】
なお、前記自動原稿送り装置１によって送られる原稿を前記画像読取装置２で読み取る態様においては、前記第１ミラーユニット２３、および、前記第２ミラーユニット２４は、図示位置に固定される。
【００２８】
また、前記プラテンガラス２２上に載置された原稿の画像の読み取りは、前記第１ミラーユニット２３と前記第２ミラーユニット２４とを、光路長を保ちながら、プラテンガラス２２に沿って移動させることにより行う。
【００２９】
画像形成部３は、像担持体としての光導電性感光層を表面に有する感光体ドラム３１、当該感光体ドラム３１の表面を一様帯電させる帯電電極を含む帯電器３２、画像処理後の画像データに基いて作動され、前記感光体ドラム３１上を露光して静電荷潜像を形成するための露光手段である半導体レーザによる走査光学装置（書き込み手段）３３、前記感光体ドラム３１上に形成される静電荷潜像を反転現像してトナー像となす現像装置３４、前記トナー像を普通紙等からなる転写材（以下、用紙という）上に転写せしめる転写電極を含む転写手段（以下、転写器という）３５、トナー像が転写された用紙の裏面から、例えば、ＡＣまたはＡＣとＤＣを重畳させた電圧によるコロナ放電を行い、前記感光体ドラム３１上からの用紙の分離を促進する分離手段３６、および、転写工程終了後の前記感光体ドラム３１を清掃するためのクリーニング手段３７等を有する。
【００３０】
実施の形態における前記帯電電極、転写電極および分離手段３６の分離電極は、酸化被膜したタングステンワイヤからなる。
【００３１】
なお、前記走査光学装置３３の詳細については後記するが、画像形成装置の作動、或いは環境の変化等で、走査光学装置３３の温度が変化しても、例えば、感光体ドラム３１上に結ばれるレーザ光のスポット径を所定の値に維持するように、半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との間隔を初期設定間隔になるように補正する位置補正手段を有している。
【００３２】
３８は分離後の用紙を、定着装置、例えば、加熱ローラ型の定着装置９に向けて搬送する搬送ベルト、６３は排紙ローラである。
【００３３】
前記定着装置９は、加熱源Ｈを内蔵し、その周囲を独立回転する定着上ローラ９００と、前記定着上ローラ９００と圧接しながら回転する定着下ローラ９０３からなる定着処理手段を主要素とし、定着排出ローラ６１、用紙の搬送路を選択的に切り替える切替手段６２等を一体的に有している。
【００３４】
なお、図中のＷは前記定着上ローラ９００の表面に接触して設けたクリーニングウェブで、例えば、装置作動中における適宜の時間間隔で図の左側に示す巻き取り芯上に少しづつ巻き取られるようになっている。
【００３５】
上記構成による画像形成は、適宜の駆動手段によって矢示の方向に回転する感光体ドラム３１を帯電器３２により順次帯電した後、走査光学装置３３によるドット露光で原稿画像に対応した静電荷潜像を形成し、現像器３４を用いて接触現像もしくは非接触現像により前記静電荷潜像をトナー像となし、その後、第２給紙手段としてのレジストローラ５６の回転開始により給送される用紙上に、前記転写器３５の作用を介して転写させることで達成される。
【００３６】
実際には、前記レジストローラ５６に用紙が到達している状態で、当該レジストローラ５６の回転開始に伴う給紙にタイミングを合わせて、前記感光体ドラム３１上にトナー像を形成するためのプロセスを開始するようになっている。
【００３７】
そのために、走査光学装置から転写器までの距離とレジストローラから転写器までの距離を同一に設定するとともに、感光体ドラム３１、レジストローラ５６、転写前ローラ５７の線速度を同一に設定してある。
【００３８】
転写後の用紙は分離手段３６の作用により前記感光体ドラム３１上から分離され、前記定着装置９の加熱・加圧作用を受けた後、機外に排出される。
【００３９】
一方、転写領域を通過した感光体ドラム３１は更に回転を続け、クリーニング手段３７によって残留トナーが除去されて次の画像形成への準備がなされる。
【００４０】
構成の説明に戻って、用紙収納部４には、用紙Ｐを積層状態で収納する給紙トレイ４００、４１０、４２０が上下方向に配列してあり（用紙Ｐは給紙トレイ４００においてのみ図示）、また、それぞれの給紙トレイは、専用の給紙ローラ４０１、４１１、４２１と重層防止用の分離手段である一対の分離ローラ４０３、４１３、４２３とを一体的に引き出し可能に設けてある。
【００４１】
給紙部５には、前記給紙トレイ４００、４１０、４２０のそれぞれから前記画像形成部３へと用紙Ｐを搬送するための搬送手段として、搬送ローラ対（以下、搬送ローラともいう）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を設けてある。
【００４２】
前記搬送ローラＲ１乃至Ｒ３は、プレレジストローラとして前記給紙トレイ４００、４１０、４２０と一体的に設けることが好ましく、本実施の形態においては一体構成としてある。
【００４３】
ＰＳはフォトセンサで、例えば、給紙トレイ４００から給紙ローラ４０１により給紙された用紙Ｐが前記分離ローラ４０３の下流に設けてある前記搬送ローラ対Ｒ１に到達したか否かを検知する機能を有し、搬送ローラＲ１の直前の位置に配設してある。
【００４４】
５５は前記用紙Ｐの搬送方向にみて前記搬送ローラＲ６の下流に設けた搬送ローラで、反転搬送部８を介して送り出される用紙の搬送路と、例えば、給紙トレイ４００から給紙される用紙の搬送路との合流部に設けてある。
【００４５】
反転排紙・再給紙部６は、転写・定着後の用紙Ｐを反転排紙したり、両面画像形成モードに従って用紙Ｐを再給紙するための領域であり、前記定着排出ローラ６１により排出された用紙Ｐをそのまま機外へ排出する場合と、表裏反転させた後に排出する場合、および、用紙Ｐの裏面（第２面）に画像形成するために当該用紙Ｐを前記レジストローラ５６に向けて再給紙する場合とにおいて搬送路を切り替える切替手段（既述）６２を有している。
【００４６】
画像形成された用紙Ｐをそのまま、即ち、今、転写した画像面を上側にしたまま排出する場合は、前記切替手段６２を図において一点鎖線で示す位置に保持させ、また、画像形成された用紙Ｐの表裏を反転させて排出する場合は、前記切替手段６２を図において実線で示す位置に保持させて、前記定着排出ローラ６１により搬送される用紙Ｐを搬送ローラ６００、６１０が付設されている搬送路中に送り込み、後端が前記搬送ローラ６００の手前位置に到達するタイミングで前記ローラ群の作動を停止させ、しかる後、前記搬送ローラ６００の回転方向を前記と逆方向に回転せしめることにより、前記切替手段６２の左側を通過せしめ、排紙ローラ６３を介して、機外の排紙トレイ６４へと排出する。
【００４７】
更に、第１面に引き続き用紙Ｐの第２面に画像を形成する両面画像形成モードの場合は、前記切替手段６２を図において実線で示す位置に保持させ、定着排出ローラ６１により搬送される用紙を、排紙モータで駆動される反転排紙・再給紙部６の各搬送ローラ６００、６１０を介して反転搬送部８に送り込み、当該反転搬送部８において用紙Ｐの表裏を反転させた後、前記レジストローラ５６に向けて送り出すことになる。
【００４８】
前記用紙Ｐの第２面に転写画像を得るまでのプロセスは前述と同じであり、また、定着処理後の用紙Ｐの排紙については、前記したいずれかの形態による。
【００４９】
なお、前記反転搬送部８は、前記搬送ローラ６１０により搬送される用紙Ｐを更に右方向に送り込み、その後端を挟持しているタイミングで回転停止した後に逆回転するように駆動制御される搬送ローラ対８００を有し、当該搬送ローラ対８００の逆回転により用紙Ｐを左方向に搬送し、その途上から上方に弧を描いた後に右方向に延びる搬送路をもって構成される。
【００５０】
搬送ローラ対８００を含む８０３、８０５、８０７、８０９、８１１は、前記反転搬送部８の搬送路上に設けた複数の搬送ローラ対（以下、単に、搬送ローラという）である。
【００５１】
次に、本発明に係わる走査光学装置３３の実施の形態を図２乃至図６を用いて説明する。
【００５２】
図２、図４、図５、図６は、本発明に係わる走査光学装置の実施の形態を示すもので、図２は、走査光学装置の斜視図、図４は、光源ユニット３４０の内部構成を示した断面図、図５は、コリメータレンズの位置補正の制御ブロック図、図６は、コリメータレンズの位置補正のフローチャート図である。なお、図３は、感光体ドラム上におけるレーザ光のスポット径の温度特性図である。
【００５３】
なお、図２以下の全図において、既出の部材（手段）と同じ部材（手段）については同一の参照符号を付すこととする。
【００５４】
図２において、走査光学装置３３は、各種の光学部材を設置し、収納するためのハウジング３３０、半導体レーザ及びコリメータレンズを含む光源ユニット３４０、第１シリンドリカルレンズ３８０、ポリゴンミラー３８１、ｆθレンズ３８２、第２シリンドリカルレンズ３８３、反射ミラー３８４、同期タイミング検出用のインデックスミラー３８５、同期タイミング検出用のインデックスセンサ３８６等から成る。
【００５５】
このような構成において、画像データに基づいて変調されたレーザ光は半導体レーザから出射され、上記の各光学部材を介して感光体ドラム３１上を露光して静電潜像を形成する。また、感光体ドラム３１の長手方向である主走査方向の１ラインごとの同期タイミング検知は、感光体ドラム３１上に走査を開始する前に、インデックスミラー３８５を介してインデックスセンサ３８６にレーザ光を入射させることにより行うが、当該技術は公知であるので説明は省略する。
【００５６】
図３の温度特性図において、横軸は以下の３つのことがらを示す。即ち、１つ目は、基準温度（例えば、２０℃）とコリメータレンズの近傍の検知温度との差（以下、温度変化量という）を示し、２つ目は、前述の温度変化量に伴なって生じる半導体レーザ及びコリメータレンズの各保持部材の熱膨張作用による半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との初期設定間隔、即ち、基準温度における間隔からの光軸方向のズレ量、そして、３つ目は、コリメータレンズのズレ量に応じた感光体ドラム上のデフォーカス量（ピントずれ量）である。縦軸は感光体ドラム上でのレーザ光のスポット径の変化量を表す。
【００５７】
更に、ラインＡは、適宜に設定したスポット径の上限であり、本実施の形態においては９０μｍであり、また、基準温度（２０℃）におけるスポット径は約６０μｍである。なお、この時の半導体レーザ３４１の発光点とコリメータレンズ３６１の主点との間隔を初期設定間隔という。
【００５８】
本実施の形態において、仮に、コリメータレンズ３６１による位置補正を行わないとした場合であって、当該コリメータレンズ３６１の近傍の温度が約４０℃（温度変化量は２０℃）にまで上昇すると、スポット径は約６０μｍ変化し、その時の現像後の画像は、画像あれ、解像力が低下した画質の画像となる。
【００５９】
上述のように、例えば、定着装置９の加熱ローラ、ポリゴンミラー３８１用の駆動モータ、あるいは、半導体レーザ３４１の発熱や、画像形成装置を取り巻く環境の温度変化等により半導体レーザ３４１とコリメータレンズ３６１との間隔が初期設定間隔からずれた場合、画像品質へ与える影響は大きい。
【００６０】
次に、図４、図５、図６を用いて本発明の実施の形態を更に詳しく説明する。
図４において、３４２は半導体レーザ３４１の発光点であり、当該発光点３４２はレーザ光の発光部分の中心となる点である。３４３は半導体レーザホルダであり、半導体レーザ３４１を保持し、外枠３６５に固定されている。
【００６１】
３６２は鏡胴であり、当該鏡胴３６２はその内面に段差部３６８、及び、レンズ固定ネジ部（雌ネジ部）３６９を有する円筒状部材である。コリメータレンズ３６１は、鏡胴３６２のレンズ固定ネジ部（雌ネジ部）３６９と螺合するレンズ固定ネジ部（雄ネジ部）３７７を有するリング３６３により段差部３６８に固定されている。
【００６２】
また、鏡胴３６２はその外周面上に回転ネジ部（雄ネジ部）３７２を有し、鏡胴ホルダ３６４の内面部に形成された回転ネジ部（雌ネジ部）３７８と螺合している。鏡胴ホルダ３６４は外枠３６５の内面部に可回転に保持され、かつ、前記光軸方向には位置固定に保持されている。外枠３６５はハウジング３３０に固定されている。
【００６３】
３６７は従動歯車であり、鏡胴ホルダ３６４の半導体レーザ３４１と反対側の側面に固定されており、また、前記光軸を中心とした開口部３７１を有し、コリメータレンズ３６１を透過したレーザ光を遮光しないようになっている。
【００６４】
従動歯車３６７は駆動モータ３７３に結合された駆動歯車３７４により回転を与えられる。
【００６５】
３６６は鏡胴回転防止ピンであり、一端部は鏡胴３６２における半導体レーザ３４１側の側面に設けられた光軸方向のピン受け穴３７６と摺動可能に係合しており、他端部は半導体レーザホルダ３４３に固定されている。鏡胴回転防止ピン３６６は、鏡胴ホルダ３６４の回転により駆動される鏡銅３６２を光軸方向に直線的に移動させる役割を果たす。
【００６６】
３４４は基準位置センサ（位置検出手段）であり、鏡胴３６２の半導体レーザ３４１に近い鏡胴側面３７０との間隔が所定間隔になったとき鏡胴側面３７０を検知（作動）するように、半導体レーザホルダに固定されている。
【００６７】
３４５はバックラッシ防止バネであり、半導体レーザホルダ３４３と鏡胴３６２の間に、当該鏡胴３６２を、光軸方向で、かつ、半導体レーザ３４１と反対方向に付勢するように設置されている。
【００６８】
Ｓは、コリメータレンズ３６１の主点であり、当該主点Ｓから鏡胴側面３７０までの距離をＬで表す。
【００６９】
３７５は温度検知手段（温度センサ）であり、コリメータレンズ３６１の近傍、本実施の形態では、外枠３６５の表面に接着剤により固定されている。
【００７０】
ここでいうコリメータレンズ３６１の近傍とは、コリメータレンズ３６１の光軸上での位置変化を引き起こすことにつながる温度変化を検出しやすい領域を示し、たとえば、コリメータレンズ３６１を保持する鏡胴３６２、鏡胴ホルダ３６４、外枠３６５、半導体レーザホルダ３４３等が相当する。
【００７１】
上述した構成により、コリメータレンズ３６１の近傍の温度変化があった場合、半導体レーザ３４１の発光点３４２とコリメータレンズ３６１の主点Ｓとの間隔のズレは以下のように補正される。
【００７２】
例えば、コリメータレンズ３６１の近傍の温度が上昇した場合、半導体レーザホルダ３４３、鏡胴３６２、鏡胴ホルダ３６４、外枠３６５等の熱膨張により発光点３４２と主点Ｓとの間隔が初期設定間隔より広くなってしまう。この状態から、前記間隔を初期設定間隔になるように補正するわけであるが、コリメータレンズ３６１のみが光軸方向に移動できる構成であるため、コリメータレンズ３６１を移動させて初期設定間隔になるように位置補正を行う。
【００７３】
図６にて詳細は説明するが、先ず、駆動モータ３７３を駆動させ、駆動歯車３７４等を介してコリメータレンズ３６１を、一度半導体レーザ３４１から遠ざける方向に移動させる。即ち、基準位置センサ３４４が鏡胴側面３７０を検知しない位置まで後退させる。その後コリメータレンズ３６１を半導体レーザ３４１に近づける方向に移動させ、基準位置センサ３４４が鏡胴側面３７０を検知する位置でコリメータレンズ３６１の移動を停止させる。
【００７４】
しかし、この時、基準位置センサ３４４、半導体レーザホルダ３４３、鏡胴の距離Ｌ等も温度変化を受け熱膨張するため、基準位置センサが鏡胴側面３７０を検知しても、その時の発光点３４２と主点Ｓとの間隔は初期設定間隔からズレている。
【００７５】
このズレを補正するため、実験等によりあらかじめ求めた後述する温度・位置補正テーブルによりコリメータレンズ３６１を、検知温度に相当する位置補正値分だけ移動させ、この結果、半導体レーザ３４１の発光点３４２とコリメータレンズ３６１の主点Ｓとの間隔を初期設定間隔に位置補正することができる。
【００７６】
図３からも読みとれるように、コリメータレンズ３６１の精確な位置補正を行うためには、位置補正手段の分解能は１μｍ以下であることが望ましいが、駆動モータには、ステッピングモータ、鏡胴と鏡胴ホルダの螺合するネジピッチは０．５ｍｍとすることにより前記分解能は確保できる。
【００７７】
なお、ここでいう位置補正手段とは、位置検出手段、コリメータレンズ移動手段、及び、制御手段からなり、上記発明の実施の形態に拘束されることはなく、他の構成でもよい。
【００７８】
例えば、コリメータレンズ移動手段は、コリメータレンズを光軸方向に移動させるものであるが、本実施の形態では、駆動モータ、駆動・従動歯車、ネジ部を共有する鏡胴及び鏡胴ホルダで構成され、駆動モータで歯車を介して鏡胴ホルダを回転させ鏡胴及びコリメータレンズを光軸方向に移動させているが、コリメータレンズを保持する鏡胴を歯車等により直接回転させ、コリメータレンズを光軸方向に移動させてもよい。更に、コリメータレンズまたは鏡胴を光軸方向に直接移動させてもよく、例えば、カム、空気圧等で移動させてもよい。また、駆動源として駆動モータを使用する場合は、サーボモータ等でもよい。
【００７９】
更に、制御手段は、画像形成装置の制御手段とは別に設けてもよい。
また、鏡胴３６２、鏡胴ホルダ３６４、外枠３６５、及び、半導体レーザホルダ３４３の材料はアルミニウムとしたが、他の材料、例えば樹脂等でもよい。
【００８０】
次に、本実施の形態における位置補正手段の制御について説明する。
図５において、制御手段Ｃは、温度センサ３７５、基準位置センサ３４４からの入力信号を受け、図６に示すプログラムに従って駆動モータ３７３を駆動する。
【００８１】
図４の説明において、位置補正の手順について説明したが、更に、図６のフローチャートを用いて本発明の実施の形態の動作を詳細に説明する。
【００８２】
電源スイッチ１２０のＯＮの信号により、制御手段Ｃが作動を始め、以下に述べるプログラムがスタートする。
【００８３】
まず、温度センサにより、コリメータレンズの近傍の温度測定が開始され（ＳＴＥＰ１）、ＳＴＥＰ２に進み、電源投入後初回の位置補正であるかどうか判断し初回の場合（ＹＥＳ）はＳＴＥＰ５にジャンプし、２回目以降の位置補正の場合（ＮＯ）はＳＴＥＰ３に進む。ＳＴＥＰ３では、検知温度と前回検知温度との差（温度変化）が所定値（例えば、５℃）を超えたか否か判断され、ＹＥＳの場合、ＳＴＥＰ４へ進み、ＮＯの場合、ＳＴＥＰ１に戻る。ここで、位置補正を電源投入後初めて行う場合にＳＴＥＰ５にジャンプするのは前回の画像形成（コピー）を行ったときのコリメータレンズの位置が記憶、保持されているため、その位置を解除し初回の検知温度に基づいて位置補正を行うためである。また、ＳＴＥＰ３において、検知温度と前回検知温度との差と所定値との比較を行うが、これは、特に、画像形成中（コピー中）の頻繁な位置補正に伴うコピー中断を避けるためである。
【００８４】
ＳＴＥＰ４では、コピー停止中であるかどうか判断し、ＹＥＳの場合、ＳＴＥＰ５へ進み、ＮＯの場合ＳＴＥＰ１６にジャンプする。ＳＴＥＰ１６では、コピーを中断させ、ＳＴＥＰ５に戻る。
【００８５】
ＳＴＥＰ５では、半導体レーザに対してコリメータレンズが離れる方向に駆動モータを所定量だけ回転させる。以下、半導体レーザに対してコリメータレンズが離れる方向に駆動モータを回転させることを、モータを逆転させるという。これにより、基準位置センサと鏡胴側面との間隔が広くなり、基準位置センサが検知領域から外れることになる。回転終了後は、半導体レーザに対してコリメータレンズが近づく方向に駆動モータを回転させる（以下、モータ正転という）（ＳＴＥＰ６）。なお、ＳＴＥＰ５において、モータを逆転させるのは、基準位置検知センサの検知（作動）を常に一方向から行い、センサの応差による検出誤差を避けるためである。
【００８６】
ＳＴＥＰ７ではモータ正転によりセンサ（基準位置センサ）が鏡胴側面を検知したかどうか判別し、ＹＥＳの場合、駆動モータを停止させ（ＳＴＥＰ８）、さらにＳＴＥＰ９に進む。ＮＯの場合は、ＳＴＥＰ６に戻る。
【００８７】
ＳＴＥＰ９では、下記に述べる、温度・位置補正テーブルより位置補正値（本実施の形態では、ステッピングモータの停止パルス情報）を読みだし、位置補正値を制御手段に記憶させ（ＳＴＥＰ１０）、ＳＴＥＰ１１へ進む。ＳＴＥＰ１１では、所定量だけモータを逆転させ、終了後は、モータを正転させる（ＳＴＥＰ１２）。ＳＴＥＰ１１で逆転した後ＳＴＥＰ１２で正転させるのは、駆動歯車から鏡胴までの間の各部材間のガタによる誤差をバックラッシ防止バネと共同して防ぐためである。ＳＴＥＰ１３では、モータ正転に伴い、コリメータレンズの位置情報（ステッピングモータのパルス情報）が、制御手段内に記憶してあった位置補正値（ステッピングモータの停止パルス情報）に合致したかどうか判別し、ＹＥＳの場合は、駆動モータを停止させ（ＳＴＥＰ１４）、さらに、コピー中断中の場合には、コピー中断の解除を行い（ＳＴＥＰ１５）、スタートに戻る。ＳＴＥＰ１３でＮＯの場合は、ＳＴＥＰ１２に戻る。
【００８８】
上記の温度・位置補正テーブルとは次のようにして作成される。
コリメータレンズの近傍に温度変化があった場合、基準位置センサ、半導体レーザホルダ等も熱膨張作用の影響を受け、基準位置センサーの位置が変化してしまうため、基準位置センサにより鏡胴側面を検知したときに温度変化に伴いコリメータレンズの停止位置が異なってしまう。
【００８９】
これを補正するため、あらかじめ実験等により、基準位置センサの検知により駆動モータが停止した時のコリメータレンズの位置から初期設定間隔に相当する位置までの移動量、即ち、位置補正値を、各温度に対して求め、温度・位置補正テーブルを作成する。
【００９０】
なお、ＳＴＥＰ２における所定値は、本実施の形態では５℃としたが、これに拘束されることはなく任意に設定できる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態においては、コリメータレンズの近傍の温度を検知し、検知した温度に基づいて半導体レーザの発光点とコリメータレンズの主点との間隔を初期設定間隔になるように補正することにより、感光体ドラム上のレーザ光のスポット径を所定の値に維持することが出来、装置の動作、環境等による温度変化が生じても、安定、かつ、良好な画像形成を行う効果を有する。
【００９２】
本発明の実施の形態は、電子写真方式を利用した画像形成装置であるが、これ以外にも、例えば、特開平５−１２７１１２号に記載の感光材料上にレーザ光により露光を行う画像形成装置にも適用されるものである。
【００９３】
【発明の効果】
簡単な構成により、コリメータレンズの近傍の温度変化による半導体レーザの発光点に対するコリメータレンズの主点位置のズレを補正し、画像形成材料上におけるレーザ光のスポット径を一定に保つことができ、安定、かつ、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル式複写機からなる画像形成装置の構成を示す模式図。
【図２】走査光学装置の斜視図。
【図３】感光体ドラム上におけるレーザ光のスポット径の温度特性図。
【図４】光源ユニットの内部構成を示す断面図。
【図５】コリメータレンズの位置補正の制御ブロック図。
【図６】コリメータレンズの位置補正のフローチャート図。
【符号の説明】
３１　感光体ドラム
３３　走査光学装置
３３０　ハウジング
３４０　光源ユニット
３４１　半導体レーザ
３４２　発光点
３４４　基準位置センサ
３６１　コリメータレンズ
３６２　鏡胴
３６４　鏡胴ホルダ
３６７　従動歯車
３７３　駆動モータ
３７４　駆動歯車
３７５　温度センサ
【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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