(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光源を一方向にモノリシックに配列した光源手段と、
前記光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、
前記光源手段および前記カップリングレンズを一体的に保持する支持部材とを備えるマルチビーム光源装置において、
前記支持部材は、前記カップリングレンズを保持する第１の部材と、前記光源手段を保持する第２の部材と、を備え、
前記第２の部材は一方を調節ねじとする２箇所の当接点を有し、前記調節ねじの突出量を増減し他方の当接点を支点として前記第１の部材の発光源の配列方向と前記カップリングレンズの光軸とを含む平面における前記発光源の配列方向に対する傾きを調整することを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項２】
光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
複数の発光源を二次元的に配列した光源手段と、
前記光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、
前記光源手段および前記カップリングレンズを一体的に保持する支持部材と、
前記光源手段の複数の発光源からの光ビームを一括で偏向し、走査する偏向手段と、
前記偏向手段により走査された光ビームを被走査面に結像する結像光学系とを備え、
前記支持部材は、前記カップリングレンズを保持する第１の部材と、前記光源手段を保持する第２の部材と、を備え、
前記第２の部材は一方を調節ねじとする２箇所の当接点を有し、前記調節ねじの突出量を増減し他方の当接点を支点として前記第１の部材の、光源手段の主走査対応方向の断面における主走査対応方向における傾きを調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
前記２箇所の当接点は、主走査対応方向に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２の部材は、前記光源手段を実装した回路基板であって、前記光源手段の複数の発光源を変調する駆動回路の少なくとも一部を形成する回路基板を保持することを特徴とする請求項２または３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第２の部材は、前記光源手段の複数の発光源の配列面と平行な当接面を備え、前記当接面において前記光源手段の位置決めをし、保持することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１の部材は、前記カップリングレンズの光軸に直交する基準面を備え、前記基準面において前記第２の部材を接合し、保持することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２の部材は、前記基準面内において前記第１の部材に対して配置調整可能となるように取り付けられたことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第２の部材は、前記光源手段の複数の発光源のうち、少なくとも主走査方向の末端に配置する各発光源の光ビームの集束状態が揃うように、前記第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられたことを特徴とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光源手段は、複数の発光源を主走査方向に等間隔に配列することを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光源源手段は、複数の発光源を２次元に配列するとともに、主走査方向の配列数が副走査方向の配列数よりも多く配列することを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光源手段の複数の発光源によるビームスポットの副走査方向の間隔が記録密度に対する１走査ラインピッチの整数倍となるように、前記光源手段から射出される光軸を中心に回動調整することを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の光走査装置と、
前記光源手段の複数の発光源からの光ビームにより静電潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体により形成された前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチビーム光源装置、光走査装置及び画像形成装置に関し、特にデジタル複写機及びレーザプリンタ等の書込系として用いられる光走査装置に適用され、複数の光ビームにより感光体等の被走査面上を同時に走査して高速に画像を形成するマルチビーム走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タンデム方式による多色画像形成装置においては、各色に対応した感光体ドラムを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合わせることで、１パスでカラー画像を形成することができ、これは画像形成の高速化の進展に寄与している。昨今では、この高速化の進展により、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷分野にも用いられるようになりつつあり、高画質化への要求とともに、プリント間の画質の均一性に対する見方が厳しくなっている。
【０００３】
他方、記録速度を向上させる手法として、偏向手段としてのポリゴンミラーの回転速度を上げる方法があるが、この方法を採用するとその分消費電力が増えるため、発熱によって光走査装置を収容するハウジングが変形し、感光体面上での走査位置のずれ、例えば、レジストずれや走査ラインの傾きが発生する。したがって、ポリゴンスキャナの回転速度を上げすぎると、上述したプリント間の画質の均一性が保つことが困難になる。
【０００４】
これに対し、記録速度の向上による光走査装置の高速化を実現する手段としてマルチビーム走査装置がある。マルチビーム走査装置は、複数のビームにより被走査面上を一括で走査し、隣接する複数のラインを同時に記録することができ、ポリゴンミラーの回転速度を上げずに高速化を可能とするものである。
【０００５】
ところで、ポリゴンスキャナの回転数をＲ（ｒｐｍ）、転写体の移動速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とすると、面数をＮ、記録密度（ｄｐｉ）をＤ、発光源数をｍとすると、ポリゴンスキャナの回転数Ｒは以下の式で表される。
Ｒ＝（６０／Ｎ）×（Ｄ／２５．４）×Ｖ／ｍ
上記の場合、発熱によるハウジング変形が許容範囲内となるポリゴンスキャナ回転数以下になるように、発光源数を決めてやるのが望ましい。この点、複数の発光源を数十μｍ間隔でモノリシクに配列した半導体レーザアレイは有効である。
【０００６】
例えば、特許文献１では、半導体レーザアレイを搭載した光源ユニットを結像光学系の光軸の周りに回動調整することで、複数の発光源によるビームスポット列の副走査間隔を調整するマルチビーム光源装置が提案されている。また、特許文献２では、２次元アレイ素子を用いて一括走査することで、複数ラインを同時に形成する画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３６７０８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１１７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように半導体レーザアレイは有効ではあるものの、各発光源からの複数の光ビーム間で特性が揃っていないと、上記と同様に画像品質を劣化させる要因となるため、これを用いる場合には、被走査面においてビームスポットが均一化するように配慮した光源ユニットの構成が不可欠となる。特に、発光源からの拡散光束を平行光束に変換するカップリングレンズは、複数の発光源に対して共通に配備されるため、発光源の配列数が増えれば増えるほど、光軸から偏った位置に配置される発光源を有することになり、発光源間で集束状態の差、言い換えれば平行光束からのずれによって、被走査面における結像位置がずれ、走査ライン間でビームスポット径が異なるために、濃度むらや色味の変化と言った画像品質を劣化させる要因となっていた。
【０００８】
上記の問題を回避するためには被走査面におけるビームスポットの均一化を考慮して光源ユニットを構成する必要があるわけだが、そもそも半導体レーザアレイには以下の事情が存在している。つまり、半導体レーザアレイのチップ実装精度は一般に約１０μｍとされ、末端に配置する各発光源の距離が例えば４００μｍとすると、光軸に直交する面に対して発光源の配列面が最大１．５ｄｅｇ傾く可能性があるというものである。これに対して、従来は、半導体レーザアレイの取付基準面に対する発光点位置精度として規定することで対応していたが、それでは歩留まりが悪いという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明では、マルチビーム化に伴って発光源の配列数が増えても各ビームスポットの特性を均一化し、先頭行を記録する発光源がいかなる場合であってもプリント毎の画像品質の安定化を図るとともに、半導体レーザアレイのチップ実装誤差に伴う発光源間の発光点の位置にばらつきが生じてもカップリングレンズに対する配置精度を単純な調整により修正することで、歩留まりを向上させ、組立効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の発光源を一方向にモノリシックに配列した光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、前記光源手段および前記カップリングレンズを一体的に保持する支持部材とを備えるマルチビーム光源装置において、
前記支持部材は、前記カップリングレンズを保持する第１の部材と、前記光源手段を保持する第２の部材と、を備え、前記第２の部材は一方を調節ねじとする２箇所の当接点を有し、前記調節ねじの突出量を増減し他方の当接点を支点として前記第１の部材の発光源の配列方向と前記カップリングレンズの光軸とを含む平面における前記発光源の配列方向に対する傾きを調整することを特徴とする。
【００１１】
本請求項の発明では、前記光源手段及び前記カップリングレンズを一体的に保持する支持部材が２つの部材に分かれている。第１の部材は、カップリングレンズを保持し、前記光源手段からの光軸を中心に回動調整可能となるように取り付けられているため、カップリングレンズの配置調整が可能である。また、第２の部材は、前記第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられている。これらのカップリングレンズの配置調整及び傾き調整により、主走査方向の末端に配置される発光源同士の発光点位置をカップリングレンズの光軸に直交する面内に揃える調整が可能となり、各ビームスポットの特性の均一化及び画像品質の安定化を図ることができる。また、これらの調整は単純な調整として行うことができ、歩留まり向上、組立効率向上に寄与する。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、複数の発光源を二次元的に配列した光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、前記光源手段および前記カップリングレンズを一体的に保持する支持部材と、前記光源手段の複数の発光源からの光ビームを一括で偏向し、走査する偏向手段と、前記偏向手段により走査された光ビームを被走査面に結像する結像光学系とを備え、前記支持部材は、前記カップリングレンズを保持する第１の部材と、前記光源手段を保持する第２の部材と、を備え、前記第２の部材は一方を調節ねじとする２箇所の当接点を有し、前記調節ねじの突出量を増減し他方の当接点を支点として前記第１の部材の、光源手段の主走査対応方向の断面における主走査対応方向における傾きを調整することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項２に記載の光走査装置において、前記２箇所の当接点は、主走査対応方向に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の光走査装置において、前記第２の部材は、前記光源手段を実装した回路基板であって、前記光源手段の複数の発光源を変調する駆動回路の少なくとも一部を形成する回路基板を保持することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記第２の部材は、前記光源手段の複数の発光源の配列面と平行な当接面を備え、前記当接面において前記光源手段の位置決めをし、保持することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記第１の部材は、前記カップリングレンズの光軸に直交する基準面を備え、前記基準面において前記第２の部材を接合し、保持することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の光走査装置において、前記第２の部材は、前記基準面内において前記第１の部材に対して配置調整可能となるように取り付けられたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、請求項６又は７に記載の光走査装置において、前記第２の部材は、前記光源手段の複数の発光源のうち、少なくとも主走査方向の末端に配置する各発光源の光ビームの集束状態が揃うように、前記第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９記載の発明は、請求項２から８のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記第２の部材は、前記光源手段の複数の発光源のうち、少なくとも主走査方向の末端に配置する各発光源の光ビームの集束状態が揃うように、前記第１の部材の主走査断面における傾きが調整可能となるように取り付けられたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明は、請求項２から９のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記光源源手段は、複数の発光源を２次元に配列するとともに、主走査方向の配列数が副走査方向の配列数よりも多く配列することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載の光走査装置において、前記光源手段の複数の発光源によるビームスポットの副走査方向の間隔が記録密度に対する１走査ラインピッチの整数倍となるように、前記光源手段から射出される光軸を中心に回動調整することを特徴とする。
また、請求項１２記載の発明は、画像形成装置において、請求項１０又は１１に記載の光走査装置と、前記光源手段の複数の発光源からの光ビームにより静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体により形成された前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、マルチビーム化に伴い発光源の配列数が増えても各ビームスポットの特性を均一化し、先頭行を記録する発光源がいかなる場合であってもプリント毎の画像品質の安定化を図るとともに、半導体レーザアレイのチップ実装誤差に伴う発光源間の発光点位置にばらつきが生じる場合でも、カップリングレンズに対する配置精度を単純な調整により修正することで、歩留まり及び組立効率の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜実施形態１＞
まず、図を参照しながら、本発明の実施形態におけるマルチビーム光源装置について説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態のマルチビーム光源装置における光源ユニットの概略の構成を示した斜視図である。面発光型半導体レーザアレイ３０１、カップリングレンズ３０２、分岐ミラー３０３、収束レンズ３０４、光検知センサ３１０及び制御基板３１３から構成される。
【００２５】
モノリシックに２次元配列された面発光型半導体レーザアレイ３０１からの複数の光ビームは、カップリングレンズ３０２に入射する直前に偏光分離面を形成した分岐ミラー３０３によりＳ偏光成分とＰ偏光成分とに２分される。通過したＳ偏光成分は、カップリングレンズ３０２の光軸方向Ｘ、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｚへの配置調整によって、光軸に対して対称に配列され、平行光束として射出される。カップリングレンズ３０２より平行光束として射出された後、平行四辺形柱部１４２及び三角柱部１４３を組み合わせた光束分割プリズム１０８において、副走査方向上下に２分岐される。
【００２６】
一方、分岐ミラー３０３で折り返されたＰ偏光成分は、収束レンズ３０４を介して、面発光型半導体レーザアレイ３０１を実装する制御基板３１３に立設した光検知センサ３１０で検知される。そして、光検知センサ３１０では、ポリゴンミラーの各面での走査開始後、画像領域に至るまでの時間に、各発光源を時系列に順次点灯して各々のビーム強度が検知され、基準値と比較して各発光源の出力が所定値となるように注入電流がセットされる。セットされた注入電流は、画像領域の走査が終了するまで保持され、次のポリゴンミラー面での走査時に再度設定が行われるようにして、ビーム強度を一定に保つ。
【００２７】
制御基板３１３には、上記発光源の発光出力を一定に保持するパワー制御回路や画像情報に応じて発光源を各々変調する駆動回路が形成され、カップリングレンズ３０２とともに一体的に保持され、光源ユニットを構成する。
【００２８】
また、図１７に示すように、本実施形態では面発光型半導体レーザアレイ３０１は、主走査方向及び副走査方向にマトリクス状に等間隔ｄで配列したｎ列×ｍ行、ここでは８×４にわたって２次元に配列した３２個の発光源を有した状態で配備し、全体をγだけ傾けている。こうすることにより、感光体ドラム上の副走査方向におけるビームスポット間ピッチｐが記録密度に相当する走査ラインピッチに合うように、傾きが調整され、ステーション毎に３２ラインが同時に走査されるようにしている。ここで、光学系全系の副走査倍率βｓを用いたとき、傾き量γは以下の式で表される。
ｓｉｎγ＝（ｃｏｓγ）／ｎ＝ｐ／ｄ・βｓ
当然、面発光型半導体レーザアレイの加工プロセスの段階で、あらかじめ発光点の配列方向が所定角度だけ傾くようにレイアウトしてもよい。なお、後述する液晶偏向素子１１７において液晶の配列方向に合った偏光成分のみが偏向されるため、発光源の偏光方向は一方向に揃えている。
【００２９】
また、図１６は感光体面上における各発光源からの走査ラインの軌跡を示す図であるが、ここでは、副走査方向に偏って配置される発光源からの光線は、結像光学系の光軸外を通過するため湾曲してしまっており、後述する曲がり補正機構では補正できない。したがって、この湾曲量の偏差を許容値内に収めるには必然的に副走査方向の配列数ｍが限定されることになり、本実施形態において、副走査方向の配列数ｍを主走査方向の配列数ｎよりも少なくしている。
【００３０】
上記のように、面発光型半導体レーザアレイ３０１の複数の発光源は、湾曲量の偏差を許容値内に収めるために、副走査方向の配列数ｍが限定され、主走査方向の配列数ｎを多くせざるを得ない。そのため、各発光源がカップリングレンズの光軸に直交する面内に揃っていないと、カップリングレンズから射出されたビームの集束状態が各発光源で異なり、結像位置が感光体面上からずれて、ビームスポット径の偏差となり周期的な濃度むらが発生するか、あるいは、先頭行をどの発光源から記録するかによって色味が変るといった画像劣化を生じる。本実施形態では、主走査方向の末端に配置する発光源同士の集束状態を揃えられるようにすることで、各発光源がカップリングレンズに対して整列するようにしている。以下、具体的な構成を説明する。
【００３１】
図２は本実施形態の光源ユニットの具体的な構成を表し、図３は光源ユニットの主走査断面を示した図（上方から見た図）である。光源ユニットは、カップリングレンズ３０２を保持するホルダ部材３３２（第１の部材）と、面発光型半導体レーザアレイ３０１を実装した制御基板３１３を保持するベース部材（第２の部材）とを、カップリングレンズ３０２の光軸に直交する基準面で接合し、ねじで締結することで一体化した構成となっている。そして、ベース部材は、制御基板３１３を保持するベース部材Ａ３２１と、分岐ミラー３０３、収束レンズ３０４、光検知センサ３１０を内蔵するベース部材Ｂ３２４とからなり、いずれもアルミダイキャスト製である。
【００３２】
面発光型半導体レーザアレイ３０１は、リード端子を配備したセラミックパッケージ内に発光源を形成するチップを収容した構成であり、その表面は発光源の配列面と平行に形成されている。また、制御基板３１３は、ベース部材Ａ３２１に形成された当接面３２２にセラミックパッケージ表面の縁部を突き当てて、半導体レーザアレイ３０１を光軸方向に挟み込むように、２箇所の支柱３２３にねじで固定される。
【００３３】
ベース部材Ｂ３２４には、上記基準面に平行なベース部材Ａ３２１の取付面を備え、半導体レーザアレイ３０１の取付部を挟んで主走査方向に配置した２箇所の当接点である、ベース部材Ａ３２１に一体で形成された当接点３２６及びベース部材Ａ３２１に螺合され先端部を突出させた調節ねじ３２７を突き当て、副走査方向に延設したフランジ部３２５においてベース部材Ａ３２１をねじで止めて固定する。
【００３４】
調節ねじ３２７は、制御基板３１３の貫通穴を通ってドライバーを差込んで調節する。フランジ部３２５の根本部には溝が形成され、調節ねじ３２７の突出量を増減することで、当接点３２６を支点として上記根本部をねじって、ベース部材Ｂ３２４に対するベース部材Ａ３２１の主走査断面内での傾きが調整できる。この傾き調整と、上記カップリングの配置調整により、図１９に示すように、主走査方向の末端に配置される発光源同士のカップリングレンズに対する発光点位置が揃うように調整できる。なお、分岐ミラー３０３は、ベース部材Ｂに形成したミラー取付部３２８に対して光軸が４５°傾くように位置決めし、収束レンズ３０４は、縁部をレンズ挿入部３２９にはめ込んで、板ばね３３０で覆うように支持する。光検知センサ３１０は、制御基板３１３に立設され、センサ部をセンサ挿入部３３１に係合する。
【００３５】
ホルダ部材３３２は樹脂製で、カップリングレンズ３０２の光軸と同軸な円筒部３３３及びカップリングレンズこば面を接合する保持部３３４を一体成形している。カップリングレンズ３０２は、発光源からの光ビームが平行光束となるよう光軸方向Ｘを調整し、また、各光線が光軸に対称に配置されるよう主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚを調整する。そして、こば面と保持部３３４との隙間にＵＶ硬化接着剤を充填して接着固定する。また、アパーチャ３３６はキャップ状に形成され、円筒部３３３の先端に装着し、各発光源からの光束が重複する領域に配置された矩形穴を通過した光束径を各光ビームで揃えることができる。
【００３６】
こうして構成されたユニットは、図示しないハウジングに円筒部３３３を係合して装着し、レバー３３５に調節ねじ３３７を突き当てることで、光軸を中心とした回動調整ができる。
【００３７】
図５は、本実施形態におけるビームスポット位置ずれ制御を示すブロック図である。補正開始信号が出された後、トナーパッチ形成６０１がなされる。そうすると、位置ずれ検出部６０２は、傾きずれ６０３、倍率ずれ６０４、レジストずれ６０５のいずれかを判断する。傾きずれ６０３の場合はトロイダルレンズ傾き制御６０６を行い、倍率ずれ６０４の場合は画素クロック制御６０７を行い、レジストずれ６０５の場合は書込タイミング制御６０８を行う。画素クロック制御６０７及び書込タイミング制御６０８は、書込制御部６０９で統括される。各ステーション間のビームスポット位置ずれ制御は、電源投入時や待機状態からの回復時、所定のプリント枚数経過時等、あらかじめ定められたタイミングで行う。
【００３８】
各色画像の重なり具合については、転写ベルト上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで検出し、主走査方向におけるレジスト及び倍率並びに副走査方向におけるレジスト及び傾きについては、特定のステーションを基準とした相対的なずれとして検出する。具体的には、主走査方向におけるレジストについては、同期検知信号を発生するタイミングを可変して補正し、倍率については、各発光点を変調する画素クロックを可変して補正する。また、副走査方向におけるレジストについては、まず、ポリゴンミラー１面おき、つまり同時に走査されるビーム数がｎであるから、本実施形態では３２ラインピッチ単位で最もレジストずれが小さくなる書き出しタイミングを設定し、それ以下の余分については、複数の発光源から先頭行を形成する発光源を選択することで、１ラインピッチ単位で先頭行の書き出し位置を合わせ、傾きについては、上記したようにステッピングモータを動作してトロイダルレンズを傾けることで補正する。
【００３９】
トナー像の検出パターンの検出手段は、後述する照明用のＬＥＤ素子１５４、反射光を受光するフォトセンサ１５５及びこれらに対応する一対の集光レンズ１５６とからなる。そして、主走査ラインに対して約４５°傾けたラインパターンを形成し、転写ベルトの移動に応じて検出時間差を読み取っていく。本実施形態では、中央部と左右両端部との３ヶ所に配備することで、左右両端部の差により傾きを検出し、中央から左右端部までの各倍率を検出し、基準となるステーションに合わせ込むように補正する。
【００４０】
しかしながら、この補正モード時には、プリント動作を中断することになるため、この頻度が多くなると、プリントの生産性を落とすばかりか、余分なトナーを消費してしまうといった欠点があり、この補正モードの頻度を少なくする必要がある。すなわち、長時間ビームスポット位置が安定的に保持されていることが望ましい。そこで、本実施形態では、図６に示すように、主走査方向に垂直なフォトダイオード１５２と非平行なフォトダイオード１５３とで光検知センサを構成する。そして、走査開始側の光検知センサからフォトダイオード１５２に至る時間ｔ０及び走査開始側の光検知センサからフォトダイオード１５３に至る時間ｔ１の差分Δｔの変化Δｔ−Δｔ’を常に監視することで、ｔ０の変化により、上記補正モードで設定された画素クロックの基準値を再設定することで、主走査倍率の変動を補正し、また、Δｔにより、光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出し、補正している。
【００４１】
ここで、副走査位置のずれΔｙは、フォトダイオード１５３の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて、
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・（Δｔ−Δｔ’）＝ｋ・Ｐ＋ΔＰ
で表され、１ラインピッチＰ以上の成分は、先頭行を記録する発光源の選択により、また、１ラインピッチ以下の余分ΔＰは、後述する液晶偏向素子を用いてオフセット補正することで、各色画像の副走査レジストがずれないよう走査位置を保持することができる。
【００４２】
図７は、光軸変更手段としての液晶偏向素子の概要を示す。液晶偏向素子は、液晶を透明なガラス板間に封入した構成であり、一方のガラス板表面の上下に電極が形成されている。この電極間に電位差を与えると、右図断面に示すように電位の傾斜が発生し、液晶の配向が変化して屈折率分布を発生させ、プリズムと同様にビームの射出軸をわずかに傾けることができる。液晶としては、誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。したがって、副走査方向に電極を設ければ、印加電圧に応じて感光体面での走査位置を可変できる。
【００４３】
図８は、検出パターンの一例で、主走査方向に沿ったライン群と、主走査方向に対して４５°傾けたライン群とからなる。紙面上下方向が転写ベルトの移動方向に相当し、各検出位置において、主走査方向に沿ったライン群の検出時間差Δｔｙ、Δｔｍ、Δｔｃの差より各色の副走査方向における位置ずれを求め、ｔ１、ｔ２、ｔ３の理論値ｔ０との差より各色の主走査方向における位置ずれを求める。
【００４４】
次に、図９に基づいて書込制御回路の動作について説明する。各色毎にラスター展開された画像データは、フレームメモリ４０８に各々一時保存され、画像処理部４０９に順に読み出される。そして、前後の関係を参照しながら中間調に対応したマトリクスパターンに応じて各ラインの画素データが形成され、各発光点に対応したラインバッファ４０７に転送される。書込制御回路は、半導体レーザアレイの各々の発光点に対し同数のラインバッファ４０７を備え、同期検知信号をトリガとして書込制御部４１０により各々読み出され、光源駆動部４０６により各発光点を独立に変調する。したがって、画素データを転送するラインバッファ４０７を順送りに選択することで、先頭行を記録する発光点を切り換えることができる。
【００４５】
続いて、各発光点を変調する画素クロック生成部４０１について説明する。カウンタ４０３では、高周波クロック生成回路４０２で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントする。比較回路４０４では、メモリ４１１より位相データ信号を受け取り、カウンタ４０３でのカウント値と、デューティ比に基づいてあらかじめ設定される設定値Ｌ及び画素クロックの遷移タイミングとして外部から与えられ位相シフト量を指示する位相データＨとを比較する。そして、カウント値が上記設定値Ｌと一致した場合は、画素クロックＰＣＬＫの立下りを指示する制御信号ｌを画素クロック制御回路４０５へ出力し、位相データＨと一致した場合は、画素クロックＰＣＬＫの立上がりを指示する制御信号ｈを画素クロック制御回路４０５へ出力する。この際、カウンタ４０３は、比較回路４０４により制御信号ｈと同時にリセットされ、再び０からカウントを行うことで、連続的なパルス列が形成できる。
【００４６】
こうして、１クロック毎に位相データＨを与え、順次パルス周期が可変された画素クロックＰＣＬＫを生成する。本実施形態では、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。
【００４７】
図１０は、任意の画素の位相をシフトしたもので、１／８クロックだけ位相を遅らせたタイミングの例を示している。デューティ５０％とすると設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ４０３で４カウントされ画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。１／８クロック位相を遅らせるとすると位相データＨ＝６が与えられ、７カウントで立ち上げる。同時にカウンタ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、光源駆動部４０５に与えられ、この画素クロックＰＣＬＫに対してラインバッファ４０７から読み出された画素データを重畳させた変調データにより、半導体レーザを駆動する。
【００４８】
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、各分割区間の境界で主走査レジストずれがゼロとなるように主走査方向に沿った画素間隔の疎密を調整し、部分的な倍率の偏差を補正することができる。つまり、全体の倍率は画素クロックＰＣＬＫ自体のシフトによって均等に画素間隔を伸縮して補正し、部分的な倍率は所定の画素数おきに画素間隔を変化させることで補正する。
【００４９】
本実施形態では、図１１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以下のように設定して位相データとして与えている。例えば、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ことを想定すると、任意の分割区間の倍率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)、分割区間内の画素数をＮとすると、位相をシフトする画素の間隔は、
Ｄ≒Ｎ／(Δｍ／σ)・・・但し、Ｄは整数
で示され、Ｄ画素毎にσずつ位相をシフトすればよい。本実施形態では、σは１／８画素となる。したがって、あらかじめ設定する分割数を、分割区間の中間位置で発生するビームスポット位置ずれ残差が許容範囲内となることを目安に決めてやればよい。本実施形態では８等分割に設定している。
当然、分割区間幅を変えて偏分割としてもよい。
【００５０】
＜実施形態２＞
次に、本発明の別の実施形態におけるマルチビー光源装置について説明する。
【００５１】
図４は、本実施形態の光源ユニットの主走査断面を示した図（上方から見た図）で、図３との相違点は、ＣＡＮパッケージに収納された半導体レーザアレイを用いた点である。ここでは、１次元配列による端面発光型の半導体レーザアレイを用い、カップリングレンズの光軸方向Ｘのみに調整可能としたものについて説明する。端面発光型の半導体レーザアレイは、背面光を利用した出力検出が可能なため、光検出センサはＣＡＮパッケージ内に実装される。基本的な光源ユニットの構成は実施形態１と同様である。
【００５２】
半導体レーザアレイ３４０は、リードを貫通するガイド部材３４１を台座として制御基板に実装される。そして、ベース部材Ａ３２１に形成された当接面３２２にパッケージのヒートシンクを構成する鍔部の表面を突き当てて、実施形態１と同様に、半導体レーザアレイを光軸方向に挟み込むようにして２箇所の支柱３２３に制御基板をねじで固定する。ベース部材Ａ３２１はベース部材Ｂ３２４に支持され、ホルダ部材３３２にねじで締結されるが、本実施形態では、ベース部材を上記基準面上で主走査方向Ｙ、副走査方向Ｚを調整して固定する。
【００５３】
カップリングレンズ３０２はセルに納められ、円筒部３３３と同軸に形成された嵌合穴に嵌合し、光軸方向Ｘを調整して接着固定する。いずれの実施形態においても、光源手段である半導体レーザアレイとカップリングレンズとの配置について、光軸方向Ｘ、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｚ及び副走査方向Ｚ周りの回転方向αに調整、保持できる構造の光源ユニットであって、光源ユニット全体を光軸方向Ｘ周りの回転方向γにおいて調整、支持する構成であり、上記以外の構成であっても構わない。
【００５４】
＜実施形態３＞
続いて、本発明の実施形態における光走査装置について説明する。
【００５５】
図１２は本実施形態の光走査装置の構成を表した斜視図である。４ステーションを走査する光走査装置で、光源ユニットからの４ステーション分に相当する複数の光ビームを、単一のポリゴンミラーで走査し、対向する方向に偏向、走査することで各感光体ドラムを走査するように一体化された光走査ユニットを構成する。４つの感光体ドラム１０１（イエロー）、１０２（マゼンタ）、１０３（シアン）、１０４（ブラック）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。
【００５６】
図示するように、各感光体ドラムを走査する光走査装置は、一体的に構成され、２段に構成されたポリゴンミラー１０６によりそれぞれ光ビームを走査する。光源ユニット１０７、１０９は、同一方向に走査する２ステーションに対して各１つずつ配備され、光束分割プリズム１０８、１１０を用い、上記ポリゴンミラー１０６の上下面に対応して上下２段に光ビームを分岐し、各々の画像形成ステーションに対応した画像を各感光体ドラムに交互に形成していく。光源ユニット１０７、１０９、結像光学系を構成するｆθレンズ及びトロイダルレンズは、ポリゴンミラー１０６の回転軸を含み感光体ドラム軸に平行な対称面に対して対称に配備されている。各光源ユニットからの光ビームは、ポリゴンミラー１０６により相反する方向に偏向され、各感光体ドラムに導かれる。したがって、各ステーションにおける走査方向は対向する各感光体ドラムで相反する方向となり、記録領域の幅、換言すれば主走査方向の倍率を合わせ、一方の走査開始端ともう一方の走査終端とが一致するように静電像を書き込んでいく。
【００５７】
光束分割プリズム１０８は、上述した図１におけるハーフミラー面１４３とハーフミラー面と平行なミラー面１４２とを有している。また、光源ユニット１０７からの複数のビームは、図１３に示す２０１、２０２として、各々ハーフミラー面で１／２の光量が反射され、残りの１／２は透過して上下に２分岐され、方向を揃えて副走査方向に所定間隔をもって射出される。本実施形態では、この間隔をポリゴンミラー、ｆθレンズの上下間隔とともに６ｍｍとしている。
【００５８】
液晶偏向素子１１７は、光束分割プリズム１０８の射出面の上下に各々配備され、電圧を印可すると、副走査方向に電位分布を生じて液晶の配向が変化し、屈折率分布を発生して光線の方向を傾けることができ、印可電圧に応じて感光体ドラム面上の走査位置を可変できる。
【００５９】
シリンダレンズ１１３、１１４は、分岐された各光ビームに対応して２段に設けられ、その一方は光軸を中心に回動調整可能に取り付けられ、各々の焦線が平行となるように調節できるようにしており、副走査方向に６ｍｍ間隔に２段に構成されたポリゴンミラー１０６の上下に入射される。シリンダレンズ１１３、１１４は、少なくとも副走査方向に正の曲率を有し、ポリゴンミラー１０６の偏向面上で、一旦ビームを収束させることで、後述するトロイダルレンズとにより偏向点と感光体面上とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系をなす。
【００６０】
ポリゴンミラー１０６は４面で、同一の偏向面により各発光点列からの複数のビームを一括で偏向、走査する。上下のポリゴンミラーの位相は、それぞれ４５°ずれており、光ビームの走査は上下段で交互に行われる。
【００６１】
結像光学系は、ｆθレンズとトロイダルレンズとからなり、いずれもプラスチック成形によるもので、ｆθレンズ１２０は、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となし、層状に２段に積み重ねて一体に構成される。
【００６２】
トロイダルレンズを通った各走査ビームは、走査開始側に配備された光検知センサ１３８、１４０及び走査終端側に配備された光検知センサ１３９、１４１に入射され、光検知センサ１３８、１４０の検出信号に基づいて発光源毎の同期検知信号を生成し、書込み開始のタイミングをとる。一方、走査終端側に配備された光検知センサ１３９、１４１の検出信号は、各々走査開始側に配備された光検知センサ１３８、１４０からの光ビームの検出時間差を計測し、あらかじめ定められた基準値と比較して、各発光源を変調する画素クロックを可変することで、後述するように、主走査方向の倍率のずれを補正している。
【００６３】
図１１は、副走査断面における光線の経路を示す図である。図１に示す複数の発光源３０１は、同じく図１のカップリングレンズ３０２の光軸に対して対称に配置され、カップリングレンズによって平行光束に変換された各光線は、図１２の光源ユニット１０７から射出した後、カップリングレンズの後側焦点の近傍で一旦収束し、主走査方向には光線間隔を広げつつｆθレンズ１２０に入射され、副走査方向には図１２のシリンダレンズ１１３、１１４により、ポリゴンミラー１０６の偏向面の近傍で再度収束されてｆθレンズ１２０に入射される。また、上述したように、光源ユニット１０７からの複数の光ビームは、図１２の光束分割プリズム１０８によって副走査方向上下に２分岐され、各ステーションに対応する感光体ドラムに導かれる。
【００６４】
光束分割プリズム１０８の下段から射出した複数の発光源からのビーム２０１は、シリンダレンズ１１３を介してポリゴンミラー１０６の下段で偏向、走査され、ｆθレンズ１２０の下段を通って折返しミラー１２９によりトロイダルレンズ１２３に入射され、折返しミラー１３０を介して感光体ドラム１０１上にスポット状に結像し、第１の画像形成ステーションとしてイエロー色の画像情報に対応した潜像を形成する。
【００６５】
また、光束分割プリズム１０８の上段から射出した複数の発光源からのビーム２０２は、シリンダレンズ１１４を介しポリゴンミラー１０６の上段で偏向、走査され、ｆθレンズ１２０の上段を通って折返しミラー１２７によりトロイダルレンズ１２４に入射され、折返しミラー１２８を介して感光体ドラム１０２上にスポット状に結像し、第２の画像形成ステーションとしてマゼンタ色の画像情報に対応した潜像を形成する。
【００６６】
同様に、対向するステーションにおいても、光源ユニット１０９からの複数の光ビームは、光束分割プリズム１１０によって上下に２分岐され、各ステーションに対応する感光体ドラムに導かれる。光束分割プリズム１１０の下段から射出した複数の発光源からのビーム２０３は、シリンダレンズ１１５を介してポリゴンミラー１０６の下段で偏向、走査され、ｆθレンズ１２１の下段を通って折返しミラー１３２によりトロイダルレンズ１２６に入射され、折返しミラー１３３を介して感光体ドラム１０４上にスポット状に結像し、第４の画像形成ステーションとしてブラック色の画像情報に対応した潜像を形成する。また、光束分割プリズム１１０の上段から射出した複数の発光源からのビーム２０４は、シリンダレンズ１１６を介してポリゴンミラー１０６の上段で偏向、走査され、ｆθレンズ１２１の上段を通って折返しミラー１３５によりトロイダルレンズ１２５に入射され、折返しミラー１３６を介して感光体ドラム１０３上にスポット状に結像し、第３の画像形成ステーションとしてシアン色の画像情報に対応した潜像を形成する。
【００６７】
図１４は、トロイダルレンズの支持筐体の構成を示す図である。トロイダルレンズ５０５は、レンズ部を囲うようにリブ部５０６が一体形成され、中央部には位置決め用の突起５０７が形成されている。支持板金５０１、押え板金５０２は、短手端部をコの字状に立曲げ形成され、間隔部材５０３、５０４を両端に挟みこんで対向させ、トロイダルレンズ５０５はその枠内に収められて保持される。
【００６８】
トロイダルレンズ５０５は、中央部に形成した突起５０７を支持板金５０１の立曲げ部に形成した切欠に係合している。また、リブ部５０６の上面の両端に間隔部材５０３、５０４から内側に延設した設置面５２１、５２２に突き当てて副走査方向を位置決めし、長手方向のリブ端面から突出したフランジ部５２３、５２４を間隔部材５０３、５０４の側面に突き当てて光軸方向を位置決めしている。また、間隔部材５０３、５０４と押え板金５０２との間に挟みこんで支持した一対の板ばね５１３によりトロイダルレンズ５０５の上面および側面の２方向から付勢して両端を保持し、熱膨張があっても長手方向に自在に伸縮できるようにしている。
【００６９】
トロイダルレンズ５０５のリブ部５０６の上面には、両端保持の間を３等分した中央点及び中間点の３箇所に、支持板金５０１のねじ穴に螺合した調節ねじ５０８の先端を当接させ、あらかじめ押え板金５０２に装着した板ばね５０７を各々リブ部５０６の下面から対向させて付勢する。
【００７０】
トロイダルレンズ５０５は、長尺で剛性が低いため、わずかな応力が加わるだけでも変形（反り）を生じ、周囲温度の変化に伴う温度分布によっても熱膨張差で変形してしまうが、このように支持板金５０１に沿った複数箇所で保持することで形状を安定的に保ち、母線の直線性が保持されるようにしている。支持板金５０１は、トロイダルレンズ５０５の外側に延長して形成され、その一端をハウジングの底面に立設した取付部に取り付け、副走査方向を受け面５０９に当接し、また光軸方向を突き当て面５１０に当接して位置決めし、板ばね５１４により付勢して支持する。もう一端にはステッピングモータ５１５が固定され、下側に延びるシャフトに形成した送りねじに螺合させた可動筒５１７の先端を、押え板金５０２の延長部を貫通させ、ハウジング底面に形成した受け面５１２の底面に突き当て、光軸方向を突き当て面５１１に当接して位置決めし、板ばね５１４により付勢することで、架橋するようにハウジングに固定する。ステッピングモータ５１５を固定した一端は、その回転により副走査方向に変位可能としている。
【００７１】
これにより、トロイダルレンズ５０５は、ステッピングモータ５１５の正逆回転に追従して光軸と直交する面内で受け面５０９を支点として回動調節を例えばγだけすることができる。それに伴って、副走査方向におけるトロイダルレンズの母線が傾いてトロイダルレンズの結像位置としての走査ラインが傾けられ、ステーション間の走査ラインが平行となるように補正できる。
【００７２】
この際、ステッピングモータ５１５の回転角に対する可動筒５１７の移動は、送りねじのピッチにより決定されるが、本実施形態では、より傾き補正の分解能を得るために、減速ギヤ５１６を介してシャフトの回転を可動筒５１７に伝達している。ステッピングモータ５１５の回転は、シャフトに配備したギヤ１、減速ギヤ５１６に配備したギヤ２及びギヤ３、可動筒５１７に配備したギヤ４の順で伝えられるので、ギヤ１とギヤ４との歯数をわずかにずらしておくことで、その差分だけシャフトの回転角に対する可動筒５１７の回転角を遅らせ、あるいは進ませることができ、可動筒の先端を微少量ずつ移動させることができる。なお、可動筒５１７、減速ギヤ５１６は、各板金間に挟みこまれ、回転自在に軸支される。
【００７３】
本実施形態では、第１、第２、第３のステーションのトロイダルレンズにこの傾き補正機構を装着することで、ブラックに対する走査ラインの傾きを、また、後述する傾き検出結果に基づいて各色毎に自動的に補正がなされる。
【００７４】
図１５は、トロイダルレンズの装着状態を光軸方向からみた図である。トロイダルレンズ５０５は、３箇所の調節ねじ５０８の突出し量が設置面５２１、５２２の部位に足りない場合には、トロイダルレンズの母線が上側に凸となるよう反る。逆に、突出し量が大きくなると下側に凸に反る。したがって、これらの調節ねじを調整することによってトロイダルレンズの焦線が副走査方向に湾曲され、走査ラインの曲がりを高次成分まで補正できる。
【００７５】
一般に、走査ラインの曲がりは、光学系を構成する光学素子の配置誤差、成形時の面のねじれ、あるいは反り等に起因する成分が複合されて、上凸型、下凸型といった単純な形状から、Ｍ型、Ｗ型または正弦波型といった複雑な形状となる。しかし、上述したように、主走査方向に沿った３点で、これをキャンセルする方向にトロイダルレンズ５０５を湾曲させることにより、感光体ドラム面上における各走査ラインを真直に矯正することができる。本実施形態では、全てのトロイダルレンズに各々配備され、組立時に各ステーションの走査ライン間の湾曲の形状が揃うように調整している。
【００７６】
＜実施形態４＞
続いて、本発明の実施形態における画像形成装置について説明する。
【００７７】
図１８は本実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。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及び排紙ローラ９１２から構成される。なお、感光ドラム、帯電チャージャ、現像ローラ及びクリーニングケースは、各画像形成ステーションに備えられているが、ここでは１つのステーションについて着目し説明する。
【００７８】
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、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して現像化する現像ローラ９０３、現像ローラにトナーを補給するトナーカートリッジ９０４及びドラム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が配置される。感光体ドラムへは、上述したようにポリゴンミラー１面毎の走査により複数ライン、本実施形態では４ライン同時に画像記録が行われる。
【００７９】
上記の画像形成ステーションは、転写ベルト９０６の移動方向に並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。
【００８０】
一方、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により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、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で定着して排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排出される。
【００８１】
上記の実施形態によれば、複数の発光源を主走査方向にモノリシックに配列した光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを所定の集束状態に変換するカップリングレンズと、これらを一体的に保持する支持部材とを有するマルチビーム光源装置において、前記支持部材は、カップリングレンズを保持し、前記光源手段からの光軸を中心に回動調整可能となるようにして取り付けられた第１の部材と、前記光源手段を保持し、前記第１の部材の主走査断面内における傾きが調整可能となるように取り付けられた第２の部材とを備えることにより、配列される発光源の数が増えても、チップ実装精度の実現可能な範囲内で、カップリングレンズに対する各発光源の配置を、容易、かつ、精度よく合わせることができ、被走査面におけるビームスポットの結像特性を均一に揃えることができるので、どの発光源から画像を書出しても安定した画像品質が得られ、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行える。また、半導体レーザアレイの歩留まりが向上し、生産効率が向上する。
【００８２】
また、上記の実施形態によれば、前記光源手段を実装し、複数の発光源を変調する駆動回路の少なくとも一部を形成する回路基板を備え、前記第２の部材に支持することにより、光源手段を回路基板に実装したまま、上述した調整が行えるので、発光源を点灯し、集束状態を常に検出しながらフィードバック調整でき、調整作業が簡素化され生産効率が向上するうえ、確実に各発光源の集束状態を揃えることができ、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行える。
【００８３】
また、上記の実施形態によれば、前記第２の部材は、複数の発光源の配列面と平行な当接面を備え、前記当接面において前記光源手段を位置決めし、保持することにより、光源手段を発光源の配列面と平行な面に突き当てて支持することで、温度変化があっても相対的な配置精度を保つことができるうえ、第２の部材を熱伝導性のよい部材で構成することで発光源間の温度も均等に保つことができ、発光源間でデューティの差があっても、発光特性を安定的に保つことができるので、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行える。
【００８４】
また、上記の実施形態によれば、前記第１の部材は、カップリングレンズの光軸に直交する基準面を備え、前記基準面において前記第２の部材を接合し、支持することにより、光源手段を保持する第２の部材をカップリングレンズの光軸に直交する基準面に突き当てて支持することで、温度変化があっても相対的な配置精度を保つことができる。
【００８５】
また、上記の実施形態によれば、前記第２の部材は、前記基準面内で前記第１の部材に対して配置調整可能としてなることにより、発光源の配列面が傾いても、カップリングレンズの光軸上に発光源の配列中心を確実に合わせ込むことができ、光軸に対して対称に各発光源を配備することで、被走査面におけるビームスポットの特性を均一に揃えることができ、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行える。
【００８６】
また、上記の実施形態によれば、前記の複数の発光源のうち、少なくとも主走査方向の末端に配置する発光源間の光ビームの集束状態が揃うように、前記第１部材の主走査断面における傾きを調整可能とすることにより、全ての発光源を観測することなくカップリングレンズに対する各発光源の配置を合わせ込むことができるので、調整作業が簡素化され生産効率が向上する。
【００８７】
また、上記の実施形態によれば、前記手段は、前記の複数の発光源を主走査方向に等間隔に配列してなることにより、カップリングレンズに対する各発光源の配置を合わせ込むことで、第１の部材を光軸の周りに回転調整しても、被走査面におけるビームスポットの副走査間隔を回転に応じて線形に変化させることができるので、調整作業が簡素化され生産効率が向上する。
【００８８】
また、上記の実施形態によれば、前記光源手段は、前記の複数の発光源を２次元に配列してなるとともに、主走査方向の配列数ｎが副走査方向の配列数ｍよりも多くしたことにより、複数の発光源を２次元に割り振って配列することができるうえ、被走査面における走査ライン間の副走査方向のピッチ偏差が許容限度内に収まるように副走査方向の配列数ｍを決定することで、ビームスポットの結像特性を均一に揃えることができるので、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行える。
【００８９】
また、上記の実施形態によれば、請求項１から７のいずれかに１項に記載のマルチビーム光源装置と、前記の複数の発光源からの光ビームを一括で偏向し、走査する偏向手段と、走査された光ビームを被走査面に結像する結像光学系とを備えることにより、高速化に伴って光源数を増やしても、各々のビームスポットの結像特性を均一に揃えることができるので、濃度むらや色味の変化がない高品位な画像形成が行えるマルチビーム走査装置を提供できる。
【００９０】
また、上記の実施形態によれば、前記マルチビーム光源装置は、前記の複数の発光源によるビームスポットの副走査方向の間隔が、記録密度に対応する１走査ラインピッチの整数倍となるように、前記光源からの光軸を中心に回動調整することにより、ポリゴンミラー１面の走査で、発光源数に対応した複数の走査ラインが形成できるうえ、ポリゴンミラーの回転数が低減できるので、高速でありながら、低騒音、省電力なマルチビーム走査装置を提供できる。
【００９１】
また、上記の実施形態によれば、請求項９又は１０に記載の光走査装置と、複数の発光源からの光ビームにより静電潜像を形成する像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー像を記録紙に転写する転写手段とを備えることにより、高速でありながら、低騒音、省電力な画像形成装置を提供できる。
【００９２】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置の構成を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置の構成を示した主走査断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置の構成を示した主走査断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置のビームスポット位置ずれ制御を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置で用いられるフォトダイオード及び光検知センサの説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置で用いられる液晶偏向素子の説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置で用いられる検出パターンを示した図である。
【図９】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置の書込制御回路の構成を示したブロック図である。
【図１０】クロック及び制御信号のタイミングを示した説明図である。
【図１１】ビームスポット位置ずれについての説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る光走査装置の構成を示した斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る光走査装置における副走査断面の光線の経路を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る光走査装置におけるトロイダルレンズの構成を示す分解斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る光走査装置におけるトロイダルレンズの構成を示す副走査断面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置における各発光源からの感光体面上の走査ラインの軌跡を示す図である
【図１７】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置における面発光型半導体レーザアレイの配列を示した図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図１９】本発明の実施形態に係るマルチビーム光源装置におけるカップリングレンズ及び発光源の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
３０１    面発光型半導体レーザアレイ
３０２    カップリングレンズ
３０３    分岐ミラー
３０４    収束レンズ
３１０    光検知センサ
３１３    制御基板
３２１    ベース部材Ａ
３２２    当接面
３２３    支柱
３２４    ベース部材Ｂ
３２５    フランジ部
３２６    当接点
３２７，３３７    調節ねじ
３２８    ミラー取付部
３２９    レンズ挿入部
３３０    板ばね
３３１    センサ挿入部
３３２    ホルダ部材
３３３    円筒部
３３４    保持部
３３５    レバー
３３６    アパーチャ
３４０    半導体レーザアレイ（ＣＡＮパッケージ収納されたもの）
３４１    ガイド部材
【図１】
0004843280.tif 000002
【図２】
0004843280.tif 000003
【図３】
0004843280.tif 000004
【図４】
0004843280.tif 000005
【図５】
0004843280.tif 000006
【図６】
0004843280.tif 000007
【図７】
0004843280.tif 000008
【図８】
0004843280.tif 000009
【図９】
0004843280.tif 000010
【図１０】
0004843280.tif 000011
【図１１】
0004843280.tif 000012
【図１２】
0004843280.tif 000013
【図１３】
0004843280.tif 000014
【図１４】
0004843280.tif 000015
【図１５】
0004843280.tif 000016
【図１６】
0004843280.tif 000017
【図１７】
0004843280.tif 000018
【図１８】
0004843280.tif 000019
【図１９】
0004843280.tif 000020