(57)【要約】【課題】走査結像光学系の構成部材である光学素子における走査線曲がり，走査位置変動，走査線曲がりの変動に対応可能にする。【解決手段】走査結像光学系を構成する光学素子の一つであるアナモフィックレンズ１２２を、偏向方向と直交する方向にｎ箇所（ｎ≧１）にて押圧保持する調節ねじ３０８と、押圧方向と反対の方向に付勢する板ばね３０２とにより姿勢制御し、前記調節ねじ３０８を、Ｋ＜Ｓ＜Ｌ／ｎの式を満足するように設ける。ただし、Ｓは押圧されるアナモフィックレンズ１２２の長手方向に対応する方向の調節ねじ３０８の長さ、Ｋは押圧されるアナモフィックレンズ１２２の長手方向に対応する方向の板ばね３０２の長さ、Ｌは押圧されるアナモフィックレンズ１２２の長手方向の長さである。【選択図】図５
2007233210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光束を被走査媒体に向かうように偏向する偏向器と、該偏向器からの光束を前記被走査媒体上で光スポットとして等速走査させる走査結像光学系とを備えた光走査装置において、
前記走査結像光学系を構成する光学素子の少なくとも一つを、前記偏向方向と直交する方向にｎ箇所（ｎ≧１）にて押圧保持する押圧部材と、前記押圧方向と反対の方向に付勢する弾性部材とにより姿勢制御する光走査装置であって、
前記押圧部材は、下式（１）を満足することを特徴とする光走査装置。
Ｋ＜Ｓ＜Ｌ／ｎ‥‥（１）
ただし、Ｓは押圧される光学素子の長手方向に対応する方向の押圧部材の長さ、Ｋは押圧される光学素子の長手方向に対応する方向の弾性部材の長さ、Ｌは押圧される光学素子の長手方向の長さ。
【請求項２】
前記押圧部材は、端面に面取りが施されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記押圧部材を、前記被走査媒体上における走査線の湾曲の変曲点発生位置に対応して配置したことを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記押圧部材を、前記光学素子の長手方向端部と、前記被走査媒体上における走査線の湾曲の変曲点発生位置との間に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項５】
Ｔを押圧される光学素子の光軸方向に対応する方向の前記押圧部材の長さとし、Ｄを押圧される前記光学素子の押圧部位の光軸方向の厚さとした場合、下式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
Ｄ＜Ｔ‥‥（２）
【請求項６】
前記押圧部材の材質は、前記光学素子を構成する材質より硬質のものであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光学素子は、該光学素子の光軸と略平行な方向を回転軸として回転調整可能であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光学素子を、差動歯車からなる姿勢制御機構により調整することを特徴とする請求項７記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光源の波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項１０】
複数の前記光束によって前記被走査媒体の被走査面を同時に走査可能にしたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項１〜１０いずれか１項記載の光走査装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像担持体を複数備え、前記画像担持体に形成された潜像を異なる色のトナーにより現像し、現像されたトナー像を転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体に転写する構成であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
色ずれ検出手段を備え、該色ずれ検出手段の検出結果に基づき、走査結像光学系を構成する光学素子の少なくとも一つの姿勢を制御し、色ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１１または１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
ネットワーク通信機能を具備することを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被走査媒体上を光スポットにて走査する光走査装置、および光走査装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光束を回転多面鏡により偏向させ、偏向される光束をｆθレンズなどからなる走査結像光学系を用いて被走査面に向けて集光させることにより、被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走査面を走査する光走査装置は、光プリンタや光プロッタ，デジタル複写機などの画像形成装置に関連して広く知られている。
【０００３】
光走査装置を用いる画像形成装置においては、画像形成プロセス内の一工程として、光走査により画像の書込みを行う画像書込工程が採用されており、この画像形成プロセスによって形成される画像の良否は画像書込工程の光走査の良否に影響される。そして、光走査の良否は、光走査装置での主走査方向や副走査方向の走査特性に依存する。
【０００４】
主走査方向の走査特性の一つとして、走査等速性が挙げられる。例えば光偏向手段として回転多面鏡を用いる場合、光束の偏向は等角速度的に行われるため、走査等速性を実現するために走査結像光学系としてｆθ特性が補正されているものを用いている。
【０００５】
しかしながら、走査結像光学系に要求される他の性能との関係もあって、ｆθ特性を完全に補正することは容易ではない。このため、現実の走査光学系においては光走査が完全に等速的に行われることはなく、走査特性としての等速性は理想の等速走査からのずれを伴っている。
【０００６】
副走査方向の走査特性には、走査線曲がりや走査線の傾きがある。走査線は、被走査面上における光スポットの移動軌跡であり、直線であることが理想とされ、光走査装置の設計も走査線が直線となるよう行われるが、実際には光学素子や機械部品の加工誤差や組立誤差などが原因して走査線に曲がりが発生する。
【０００７】
また、走査結像光学系として結像ミラーが用いられ、偏向光束における結像ミラーへの入射方向と反射方向との間で副走査方向に角度をもたせる場合には、原理的に走査線の曲がりが発生し、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合でも、被走査面を副走査方向に分離した複数の光スポットで光走査するマルチビーム走査方式では走査線の曲がりが不可避である。
【０００８】
走査線の傾きは、走査線が副走査方向に対して直交しない現象であり、走査線曲がりの一種である。従って、以下の説明においては特に断らない限り、走査線の傾きを走査線曲がりという表現に含めて説明する。
【０００９】
画像が、所謂、モノクロ画像であって、単一の光走査装置により書込形成される場合は、走査線曲がりや等速性の不完全さ（理想の等速走査からのずれ）がある程度抑えられていれば、形成された画像に、目視で分かるほどの歪みは生じないが、それでも、このような画像の歪みが少ないことが好ましい。
【００１０】
モノクロ画像とは別に、マゼンタ，シアン，イエローの３色、あるいはこれにブラックを加えた４色の画像を色成分画像として形成し、これらの色成分画像を重ね合わせることによりカラー画像を形成することは、従来からカラー複写機などで行われている。
【００１１】
このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、各色成分ごとの画像を各色成分ごとの感光体に形成する、所謂タンデム型と呼ばれる画像形成方式がある。この画像形成方式の場合、光走査装置相互の感光体に対する走査位置のばらつき、走査線の曲がり具合や傾きが異なると、形成されたカラー画像に、色ずれと呼ばれる異常画像が現れて、カラー画像の画質を劣化させる。
【００１２】
光走査装置としては走査線の曲がりや傾きを低減させる手段として、特許文献１に記載されるように、長尺レンズを複数の支点を支持点として湾曲させたり、副走査方向に傾けたりし、走査線曲がりおよび走査線傾きを補正する構成が提案されている。
【００１３】
カールソンプロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの回転に従って潜像形成，現像，転写が順次行われる。
【００１４】
このため、複数の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る多色画像形成装置においては、感光体ドラムの偏心や径のばらつきによる潜像形成から転写までの間、各色の感光体ドラムにおける間隔の異なり、あるいは転写体、例えば転写ベルトや記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行によって、各トナー像の副走査方向のレジストずれによる色ずれや色変わりが生じ、画像品質を劣化させる。
【００１５】
同様に、光走査装置においても、感光体ドラムに形成する静電潜像の主走査倍率および書込み位置を正確に合わせなければ、レジストずれにより色ずれや色変わりの要因となる。
【００１６】
従来、このレジストずれは、光走査装置によるもの、あるいは光走査装置以外によるものの区分けなく、特許文献２〜４に記載されるように、転写体に記録されたレジストずれ検出パターンにより装置の立上げ時やジョブ間などで定期的に検出し、副走査方向については、光偏向手段であるポリゴンミラー１面おきで書き出しのタイミングを合わせることにより先頭ラインの位置を補正し、主走査方向については、走査始端で発生される同期検知信号からのタイミングを調節することにより書出し位置を補正すると共に、特許文献５に記載されているように、走査始端から走査終端に至る走査時間を検出し、画素クロックの周波数を合わせることなどにより、各色間の全幅倍率を合せている。
【００１７】
一方、前記のような多色画像形成装置においては高速化，高密度化の傾向にある。この対応策としてポリゴンモータの回転数を増加する方法があるが、軸受寿命に限界があり、発熱や振動を抑制することができなくなっていることから、より低い回転数で複数のビームを同時に走査することにより、高速化，高密度化が実現できるマルチビーム光源を用いる方式が提案されている。
【００１８】
しかしながら、前記マルチビーム光源は光源間のピッチ誤差や波長差があるため、特許文献４に記載されているように、複数のラインを一組として個別にレジストずれ検出を行うことで光源間のずれを回避する例が提案されている。
【００１９】
また特許文献６，７には、副走査方向の走査位置を補正する手段として液晶偏向素子を用いた例が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２５８１８９号公報
【特許文献２】特公平７−１９０８４号公報
【特許文献３】特開２００１−２５３１１３号公報
【特許文献４】特開２００３−１５４７０３号公報
【特許文献５】特開平９−５８０５３号公報
【特許文献６】特開２００３−２３３０９４号公報
【特許文献７】特開２００３−２１５４８４号公報
【特許文献８】特開２００２−１４８５５１号公報
【特許文献９】特開２００４−２８７３８０号公報
【特許文献１０】特開２００５−６２２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
多色画像形成装置に対応した光走査装置の一例として、特許文献８に記載されているように、各色に対応する光源からの光ビームを単一のポリゴンミラーで一括して走査するようにし、各々対応する走査光学系や感光体ドラムに導くための複数の折返しミラーを共通の光学ハウジングに一体的に支持した構成、あるいは各感光体ドラムに対応させて個別に光走査装置を配備した構成が知られている。
【００２１】
このような構成の多色画像形成装置では、感光体ドラムへと向かう光ビームは各々異なる経路を通るように構成部品が配置されるため、多色画像形成装置が設置される環境温度などにより各光ビームの走査位置が容易に変動してしまう。
【００２２】
走査位置のずれは、転写体に記録されたレジストずれ検出パターンにより装置の立上げ時やジョブ間などで定期的に検出されて補正が行われるが、前述のようにプリント動作に伴う定着器やポリゴンモータからの熱などによって、照射位置がさらに変動してしまうため、１ジョブのプリント枚数が多いと徐々に色ずれや色変わりが発生するという問題がある。
【００２３】
特に、特許文献８に記載されているように、ポリゴンミラーを挟んで対向するように光学系を配備する場合、走査方向が相反するため、主走査倍率の変動によって書出し位置がずれる上、光学ハウジングの歪みによって各色間の走査位置が増加する方向にずれるため、色ずれや色変わりが生じやすい。
【００２４】
その対策として、常に温度を観測して温度変化が所定値に達したとき、あるいは所定のプリント枚数を超えたときに、プリント動作を途中で中止し、再度、照射位置のずれを補正し直すことで対応することができるが、レジストずれ検出パターン作成ないし補正、あるいは再度の検出パターン作成ないし補正チェックまでを考慮すると、終了までには数分間を費やすため生産性が落ちる上、検出パターンを形成するために無駄にトナーが消費されてしまうため、補正の頻度は最小限に抑えることが望ましい。
【００２５】
また、近年、走査特性の向上を意図して、光走査装置の結像光学系において、非球面に代表される特殊な面を採用することが一般化しており、このような特殊な面を容易に形成することができ、なおかつコストも安価な樹脂材料で製作した結像光学系が多用されている。
【００２６】
樹脂材料よりなる結像光学系は、温度や湿度の変化の影響を受け光学特性が変化しやすく、このような光学特性の変化は、走査線の曲がり具合や等速性も変化させる。このため、例えば数十枚のカラー画像の形成を連続して行う場合、画像形成装置の連続運転により機内温度が上昇し、それに伴い光書込装置内の温度上昇による光学ハウジングの光学素子受け面の位置精度の劣化などにより、光学素子に対するビーム位置が変化したり、折り返しミラーの設置角度が変化するなど、感光体上の走査位置が経時的にずれるという不具合が発生する。
【００２７】
その結果、結像光学系の光学特性が変化して、各光書込装置の書き込み走査線の曲がり具合や等速性が次第に変化し、走査位置ずれに起因する色ずれが生じ、初期に得られたカラー画像と終期に得られたカラー画像とで色合いのまったく異なるものになる。
【００２８】
走査光学系として代表的なｆθレンズなどの走査結像レンズは、一般に、副走査方向におけるレンズ不用部分（偏向光束が入射しない部分）をカットし、主走査方向に長い短冊形レンズとして形成される。
【００２９】
また、走査結像レンズが複数枚のレンズで構成される場合、配設位置が光偏向手段から離れるほど、主走査方向のレンズ長が大きくなり、１００ｍｍ程度〜２５０ｍｍ以上の長さをもつ長尺レンズが必要となる。このような長尺レンズは、一般に樹脂材料を用いて樹脂成形で形成されるが、外界の温度変化によりレンズ内の温度分布が不均一となると、反りを生じてレンズが副走査方向に弓なりになる形状となる。このような長尺レンズの反りは前述した走査線曲がりの原因となる。
【００３０】
前記のような長尺レンズの反りによる走査線曲がりの補正手段として、特許文献９に長尺レンズを副走査方向両側から押圧し、その押圧量を調整することにより補正することが記載されている。この例では、長尺レンズの長手方向に押圧手段を３箇所配置し、押圧手段を構成する円筒形の押圧部材を長尺レンズに押し当てることにより、長尺レンズの走査線曲がりの調整（補正）を行っている。
【００３１】
また、特許文献１０には、長尺レンズに設けられた湾曲調整ねじの押圧位置を、レンズの特性などに応じて選択もしくは移動し、湾曲の変極点を押圧することにより湾曲修正を行う構成が記載されている。
【００３２】
しかし、これらの調整（補正）手段では調整位置をピンポイントで押圧することにより調整を行っているため、使用環境の変化などにより湾曲位置が変動したり、調整により湾曲形状が高次形状になったりして完全には補正できない。
【００３３】
本発明は、前記従来技術の問題に鑑み、走査結像光学系の構成部材である光学素子、特に樹脂製結像素子の反りに起因する走査線曲がりを低減し、なおかつ温度変化に起因する走査位置変動を有効に低減し、使用環境の変化による走査線曲がりの変動や、調整により走査線曲がりの形状が高次形状になってしまうような場合でも、対応可能な構成を備えた光走査装置、および光走査装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光源と、該光源からの光束を被走査媒体に向かうように偏向する偏向器と、該偏向器からの光束を前記被走査媒体上で光スポットとして等速走査させる走査結像光学系とを備えた光走査装置において、前記走査結像光学系を構成する光学素子の少なくとも一つを、前記偏向方向と直交する方向にｎ箇所（ｎ≧１）にて押圧保持する押圧部材と、前記押圧方向と反対の方向に付勢する弾性部材とにより姿勢制御する光走査装置であって、前記押圧部材は、下式（１）を満足することを特徴とする。
Ｋ＜Ｓ＜Ｌ／ｎ‥‥（１）
ただし、Ｓは押圧される光学素子の長手方向に対応する方向の押圧部材の長さ、Ｋは押圧される光学素子の長手方向に対応する方向の弾性部材の長さ、Ｌは押圧される光学素子の長手方向の長さ。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、押圧部材は、端面に面取りが施されていることを特徴とする。
【００３６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の光走査装置において、押圧部材を、被走査媒体上における走査線の湾曲の変曲点発生位置に対応して配置したことを特徴とする。
【００３７】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の光走査装置において、押圧部材を、光学素子の長手方向端部と、被走査媒体上における走査線の湾曲の変曲点発生位置との間に配置したことを特徴とする。
【００３８】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、Ｔを押圧される光学素子の光軸方向に対応する方向の押圧部材の長さとし、Ｄを押圧される光学素子の押圧部位の光軸方向の厚さとした場合、下式（２）を満足することを特徴とする。
Ｄ＜Ｔ‥‥（２）
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光走査装置において、押圧部材の材質は、光学素子を構成する材質より硬質のものであることを特徴とする。
【００３９】
請求項１〜６に記載の発明によれば、温度変化時における光学素子の変形に起因する走査線曲がりの変動に伴う被走査媒体上のビームの走査位置変動、および被走査面間の走査位置変動のばらつきと、走査線曲がりの高次形状の曲がりを簡単に低減することが可能になる。このように走査線曲がり、および走査位置変動のばらつきを低減することにより、走査位置ずれの補正回数が低減し、検出パターン形成時のトナー消費量も抑えることができる。また、補正回数を低減することにより、補正に要していた時間を少なくし生産性の向上を図ることができる。
【００４０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６いずれか１項記載の光走査装置において、光学素子は、該光学素子の光軸と略平行な方向を回転軸として回転調整可能であることを特徴とする。
【００４１】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の光走査装置において、光学素子を、差動歯車からなる姿勢制御機構により調整することを特徴とする。
【００４２】
請求項７，８に記載の発明によれば、光学素子の調整を行うことにより、走査線の傾きの少ない画像を得ることができる。
【００４３】
請求項９に記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、光源の波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とし、この構成によって、被走査面上におけるビームスポット径を小さくでき、高密度化を達成することができる。
【００４４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、複数の光束によって被走査媒体の被走査面を同時に走査可能にしたことを特徴とし、この構成によって、被走査面を複数の光束によって同時に走査することにより、偏向器の回転速度を下げ、偏向器による消費電力を低減し、発熱量を下げることができる。
【００４５】
請求項１１に記載の発明は、少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項１〜１０いずれか１項記載の光走査装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、走査線曲がりが良好に補正され、高品位の画像形成が可能になる。
【００４６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、画像担持体を複数備え、画像担持体に形成された潜像を異なる色のトナーにより現像し、現像されたトナー像を転写体上で重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録媒体に転写する構成であることを特徴とする。
【００４７】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２記載の画像形成装置において、色ずれ検出手段を備え、該色ずれ検出手段の検出結果に基づき、走査結像光学系を構成する光学素子の少なくとも一つの姿勢を制御し、色ずれ補正を行うことを特徴とする。
【００４８】
請求項１２，１３に記載の発明によれば、色ずれが抑制された高品位の画像形成が可能になる。
【００４９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１〜１３いずれか１項記載の画像形成装置において、ネットワーク通信機能を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
本発明に係る光走査装置および画像形成装置によれば、温度変化時における光学素子の変形に起因する走査線曲がりの変動に伴う被走査媒体上の光スポット（光ビーム）の走査位置変動、および被走査面間の走査位置変動のばらつきと、走査線曲がりの高次形状の曲がりを簡単に低減することが可能になる。
【００５１】
このように走査線曲がり、および走査位置変動のばらつきを低減することにより、走査位置ずれの補正回数が低減し、例えば電子写真式画像形成装置では検出パターン形成時のトナー消費量も抑えることができる。また、補正回数を低減することにより、補正に要していた時間を少なくし生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５３】
図１は本発明の実施形態である４ステーションを走査する光走査装置の構成を示す斜視図であり、４つの感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４をそれぞれ１ステーション（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色に対応する）とし、２ステーションずつ２分して、単一の偏向器であるポリゴンミラー１０６の対向する側から光ビームを入射して、相反する方向に偏向して走査する対向走査の構成になっている。
【００５４】
各感光体ドラム１０１〜１０４は、転写体である転写ベルト１０５の移動方向Ａに沿って等間隔で配列され、異なる色のトナー像を順次転写して重ね合わせることによりカラー画像を形成する。
【００５５】
各感光体ドラム１０１〜１０４を走査する光走査装置は一体的に構成され、ポリゴンミラー１０６により偏向された光ビームにより被走査媒体である各感光体ドラム１０１〜１０４の走査を行う。ポリゴンミラー１０６の回転方向は同一であり、走査方向は対向する側で相反する方向となり、一方の書き出し位置と他方の書き終わり位置とが一致するように画像を書き込んでいく。なお、光走査装置を構成する各部品は図示しない筐体（光学ハウジング）に載置される。
【００５６】
本実施形態では、各感光体ドラム１０１〜１０４に対して、光源ユニット１０７，１０８，１０９，１１０において、後述するように半導体レーザを一対配設し、副走査方向に記録密度に応じて１ラインピッチ分ずらして走査することにより、２ラインずつ同時に走査するようにしている。
【００５７】
各光源ユニット１０７〜１１０からの光ビーム２０１，２０２，２０３，２０４は、光源ユニットごとに光射出位置が副走査方向に異なるように配され、例えば本実施形態では光源ユニット１０７〜１１０ごとに光射出位置が所定高さ（本例では６ｍｍ）だけ異なるように配されており、光源ユニット１０８と１０９からの光ビームは、入射ミラー１１１，１１２により折り返され、ポリゴンミラー１０６へ直接向かう光源ユニット１０７と１１０からの光ビームに主走査方向が近接して、ポリゴンミラー１０６に入射される。
【００５８】
シリンダレンズ１１３，１１４，１１５，１１６は、一方が平面であり、他方に副走査方向に共通の曲率を有し、ポリゴンミラー１０６の偏向反射点までの光路長が等しくなるように配されており、各光ビーム２０１〜２０４は、ポリゴンミラー１０６の偏向面で主走査方向に線状となるように集束され、後述するｆθレンズとアナモフィックレンズからなる結像光学系との組み合わせにより、偏向反射点と感光体ドラム１０１〜１０４とを副走査方向において共役関係とすることにより面倒れ補正光学系を構成する。
【００５９】
光軸変更手段１１７，１１８，１１９は、基準色を除くステーション（本実施形態では、光源ユニット１０９からの光ビーム２０３以外）に配され、各光ビーム２０１，２０２，２０４の光束の走査位置を安定的に維持（補正）する。
【００６０】
ポリゴンミラー１０６は６面ミラー構成であり、本例では２段に構成され、偏向に用いていない中間部を該ポリゴンミラーの内接円より若干小径となるように溝を設けて風損を低減した形状としている。１層の厚さは本例では約２ｍｍである。なお、上下のポリゴンミラーの位相は同一である。
【００６１】
ｆθレンズ１２０，１２１は、２層に一体成形（または接合）され、各々が主走査方向にポリゴンミラー１０６の回転に伴って感光体ドラム１０１〜１０４の被走査面上で光ビーム２０１〜２０４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、各光ビーム２０１〜２０４ごとに配されるアナモフィックレンズ１２２，１２３，１２４，１２５とによって結像光学系を構成し、各光ビーム２０１〜２０４を感光体ドラム１０１〜１０４上に光スポットとして結像し、潜像を形成する。
【００６２】
各ステーションは、ポリゴンミラー１０６から感光体ドラム１０１〜１０４の被走査面に至る各々の光路長が一致するように、また等間隔で配列された各感光体ドラム１０１〜１０４に対する入射位置および入射角が等しくなるように複数枚（本例では１ステーションあたり３枚ずつ）の折り返しミラー（後述する）が配置される。
【００６３】
各ステーションごとに光路を追って説明すると、光源ユニット１０７からのビーム２０１は、光軸変更手段１１７，シリンダレンズ１１３を介し、ポリゴンミラー１０６の上段で偏向された後、ｆθレンズ１２０の上層を通過し、折り返しミラー１２６で反射されてアナモフィックレンズ１２２を通過し、折り返しミラー１２７，１２８で反射されて感光体ドラム１０２に導かれ、第２のステーションとしてマゼンタ画像を形成する。
【００６４】
また、光源ユニット１０８からの光ビーム２０２は、光軸変更手段１１８，シリンダレンズ１１４を介して入射ミラー１１１で反射され、ポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後、ｆθレンズ１２０の下層を通過し、折り返しミラー１２９で反射されてアナモフィックレンズ１２３を通過し、折り返しミラー１３０，１３１で反射されて感光体ドラム１０１に導かれ、第１のステーションとしてイエロー画像を形成する。
【００６５】
ポリゴンミラー１０６に対称に配された対向するステーションについても同様に、光源ユニット１０９からのビーム２０３は、入射ミラー１１２を介してポリゴンミラー１０６の下段で偏向され、折り返しミラー１３２，１３３，１３４で反射されて感光体ドラム１０４に導かれ、第４のステーションとしてブラック画像を形成し、さらに光源ユニット１１０からのビーム２０４は、ポリゴンミラー１０６の上段で偏向され、折り返しミラー１３５，１３６，１３７で反射されて感光体ドラム１０３に導かれ、第３のステーションとしてシアン画像を形成する。
【００６６】
図２は本実施形態における前記光源ユニットの分解斜視図である。全ての光源ユニット１０７〜１１０は同一構成である。
【００６７】
半導体レーザ２１１，２１２およびカップリングレンズ２１３，２１４は、各色走査手段ごとに光射出軸に対して主走査方向に対称に配される。半導体レーザ２１１，２１２は、パッケージ外周がベース部材２１５，２１６の裏側にそれぞれ圧入嵌着され、ホルダ部材２１７の裏面に、各々３点を表側から貫通したねじ２２５を螺合することにより保持される。
【００６８】
また、カップリングレンズ２１３，２１４は、ホルダ部材２１７に相反する方向に開くよう形成されたＶ溝部２１８，２１９に外周を突き当て、かつ板ばね２２０，２２１により内側に押圧された状態でねじ２２６で固定される。なお、カップリングレンズ２１３，２１４は、本例では板ばね２２０，２２１により固定保持しているが、紫外線硬化型の接着剤などを用いて接着固定してもよい。
【００６９】
この際、半導体レーザ２１１，２１２の発光点がカップリングレンズ２１３，２１４の光軸上になるように、ベース部材２１５，２１６の当接面（光軸に直交する面）上での配置を調節し、また、カップリングレンズからの射出光が平行光束となるように、Ｖ溝部２１８，２１９上（光軸上）での位置を調節して固定している。
【００７０】
各光ビーム２０１〜２０４の光軸は、図２に示す射出軸Ｃに対して互いに交差する方向となるように傾けられ、本例では、この交差位置がポリゴンミラー反射面の近傍となるように、支持する部材の傾斜を設定している。
【００７１】
駆動回路が実装されたプリント基板２２２は、ホルダ部材２１７に立設した台座にネジ固定により装着し、各半導体レーザ２１１，２１２のリード端子をスルーホールに挿入してハンダ付けすることにより、光源ユニット１０７（１０８〜１１０）が一体的に構成される。
【００７２】
光源ユニット１０７〜１１０は、光学ハウジングの壁面に高さを異ならしめて形成した係合穴に各ホルダ部材２１７の円筒部２２３を挿入して位置決めし、当接面２２４を突き当ててネジ止めされる。
【００７３】
この際、円筒部２２３を基準として傾け量γを調整することによって、光スポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチに合わせることができる。
【００７４】
図３は本実施形態における前記アナモフィックレンズの支持構成を示す分解斜視図、図４（ａ）は組立状態のアナモフィックレンズの支持構成を示す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。全てのアナモフィックレンズ１２２〜１２５は同一構成である。
【００７５】
アナモフィックレンズ１２２は、樹脂製でレンズ部を囲うようにリブ部３０６が形成され、中央部には位置決め用の突起３０７が形成されている。支持板３０１は、板金でコの字状に形成され、アナモフィックレンズ１２２の突起３０７を立曲げ部に形成した切欠３１１に係合し、またリブ部３０６の下面を立曲げ部３１０に突き当てて位置決めし、一対の板ばね３０３により、リブ部３０６の上面より押圧して両端を保持する。板ばね３０３は、アナモフィックレンズ１２２を支持板３０１に重ね合わせた状態で外側より嵌め込み、一端を開口３１３から内側に出し、開口３１４に挿入して固定する。
【００７６】
支持板３０１にはねじ穴３１２が形成され、このねじ穴３１２に押圧部材である調節ねじ３０８を螺着し、弾性部材である板ばね３０２を外側より嵌め込み、下側のリブ部３０６の内側に板ばね３０２の端片３１７と端片３１８とを引っ掛けて固定し、調節ねじ３０８がリブ部３０６の下面に当接するように付勢する。
【００７７】
このようにすることにより、調節ねじ３０８によりアナモフィックレンズ１２２に作用する押圧力と、板ばね３０２により作用する弾性力とが互いに逆方向に働くように微妙な調整が可能になる。
【００７８】
板ばね３０２の穴３１９は調節ねじ３０８を貫通するためのものである。本例では支持板３０１における中央部とレンズ端部側との間にも同様に、調節ねじ３０８を配している。
【００７９】
アナモフィックレンズ１２２のような長尺のプラスチック光学素子は、成形条件や残留応力などによって長手方向、特に走査面と直交方向に反りが発生しやすい。その反り量は数十ミクロンとなり、型の違いによってその量および方向ともばらついてしまう。
【００８０】
また、アナモフィックレンズ１２２は長尺で、剛性が低いため、わずかな応力が加わるだけで変形（反り）を生じやすく、また周囲温度の変化に伴って上下に温度分布があると熱膨張差によっても変形してしまうため、各ステーション間の走査線の曲がりや傾きの状態を高精度に維持することは非常に困難であった。
【００８１】
本実施形態では、アナモフィックレンズ１２２を支持板３０１に沿わせるように配することによって、形状を安定的に保ち、後述する傾き調整の際に、局部的に応力が加わってもアナモフィックレンズ１２２を変形させることがない（レンズ組み付け時の形状を維持）ようにしている。
【００８２】
アナモフィックレンズ１２２を装着した支持板３０１は、端部に形成された突起３０１ａを光学ハウジング側に設けられた一対の位置決めガイド３２４間の隙間３２７に嵌合して位置決めが行われ、さらに光学ハウジングに設けられた支持部３２８に取り付けられ、かつ図中下向きに付勢する板ばね３２６によって支持される。図４（ａ）に示すように、支持板３０１の端部３２０と端部３２３と、位置決めガイド３２４と位置決めガイド３２５は、図中の“Ｏ”を中心とした円弧に沿う形状をしており、板ばね３２６により対応する部分どうしが、それぞれ当接するように支持されている。
【００８３】
また、光学ハウジングにはステッピングモータ３１５が固定され、ステッピングモータ３１５の出力シャフトの先端に形成された送りねじ３１５ａを可動筒３１６のねじ穴に螺合し、支持板３０１の一端に形成された切欠３２１と可動筒３１６の凹部とを嵌合させることにより、ステッピングモータ３１５の回転により支持板３０１を副走査方向（アナモフィックレンズの高さ方向）に変位可能にしている。これにより、ステッピングモータ３１５の正逆回転に追従してアナモフィックレンズ１２２は、光軸と直交する面内で前記“Ｏ”を回転中心として回動調節γすることができ、それに伴って副走査方向におけるアナモフィックレンズ１２２の母線が傾いて、アナモフィックレンズ透過後の結像位置としての走査線を傾かせることができる。
【００８４】
アナモフィックレンズ１２２は、両端を立曲げ部３１０の縁により、また中央を調節ねじ３０８で支持され、調節ねじ３０８の突出し量が立曲げ部３１０に足りない場合には、アナモフィックレンズ１２２の母線３下側に凸となるように反り、また、逆に突出し量が超えると上側に凸に反る。したがって、これらの調節ねじ３０８を調整することによって、アナモフィックレンズ１２２の焦線が副走査方向に湾曲され、走査線の曲がりが補正することができる。
【００８５】
一般に、走査線の曲がりは、光学系を構成する光学素子の配置誤差や成形時の反りなどに起因し、これをキャンセルする方向にアナモフィックレンズ１２２を湾曲させることによって、直線性を矯正すること、すなわち、各走査線間の湾曲の方向と量を揃えることができる。
【００８６】
なお、前記調節ねじ３０８は、主走査方向に沿った複数箇所に配してもよく、例えば中央部と立曲げ部３１０との中間の計３箇所に配することにより、アナモフィックレンズ１２２におけるＭ形状やＷ形状の曲がりについても補正が可能となる。
【００８７】
本実施形態では、調節ねじ３０８を、基準となるステーションを含めた全てのアナモフィックレンズ１２２〜１２５に設け、製造時に基準となる走査ラインの曲がりの方向と量が揃うように、他のステーションの走査ラインを合わせており、この状態を保ったままで前記傾き調整が行えるようにしている。
【００８８】
走査線曲がりの調整の際に、調整ねじ３０８とアナモフィックレンズ１２２の接触面積が狭く、ポイント（点または光軸方向に線状）的に接触する場合は、板ばね３０２の弾性力と調整ねじ３０８の押圧力がバランスが取れていないと、調整時のさらなる変形によりＭ形状やＷ形状の曲がりがＭ形状やＷ形状を重ねたような、より高次の曲がりになり曲がり量を所望の値まで調整しきれなくなり、各ステーション間の走査線の位置のずれを目標の値まで調整しきれない。
【００８９】
これに対しては、調整箇所をさらに増やす方法も考えられるが、増やした調整箇所と以前から配置されている調整箇所の間に曲がりの変曲点が発生してしまい、結局、調整箇所が多くなってしまう。このような状態では調整時間が長くなり、また調整箇所が多くなることによるコストアップを招いてしまい実用的ではない。
【００９０】
そこで、図５（ａ）に示すアナモフィックレンズの支持構成を示す正面図、図５（ｂ）に示す図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図のように、調整ねじ３０８の先端部位に、アナモフィックレンズ１２２に対し面接触状態で応力が加わるように、平板状をなす補正力拡散部材３２９を配置することにより、高次の曲がりの発生を抑制することができる。
【００９１】
これにより、点または線でアナモフィックレンズ１２２を押圧するのではなく面で押圧することにより、アナモフィックレンズ１２２に対する補正力が拡散（分散）されるため応力の集中を避けることができ、その結果、高次の曲がりの発生をより良好に抑制することが可能となる。
【００９２】
この場合に注意しなければならないのは、板ばね３０２による弾性力の加わる範囲と、調整部材（調整ねじ３０８と補正力拡散部材３２９）による押圧力が加わる範囲の関係であって、該調整部材の押圧力の範囲が板ばね３０２の弾性力の範囲より狭いと局所的な変形を引き起こし、目標とする補正力（押圧力）拡散の効果を得ることができない。そこで、「調整部材の押圧力の範囲」＞「板ばねの弾性力の範囲」とする必要がある。なお、図５（ａ）では、板ばね３０２は右側にのみ図示しているが、すべての調整箇所に配備する。
【００９３】
画像形成装置の装置内温度に上昇が生じると、初期調整を高精度に行っても、プラスチック製の光学素子やそれを保持する部材において主走査方向および副走査方向に温度分布差が生じ、反りが発生または反りが変化することにより、走査線曲がりの変曲点の位置が変化するという問題が発生する。
【００９４】
走査線曲がりの変曲点が変化することは調整位置がずれることを意味し、その結果、走査線曲がりの補正効果が低減してしまう（調整前の状態に近づく）。このため、各ステーション間の走査線の位置のずれが大きくなってしまい、画像劣化（色ずれ）を引き起こす。
【００９５】
しかし、図５に示す構成のように面で押圧する場合、温度変化により走査線曲がりの変曲点の位置が変化しても、面の押圧範囲内で位置が変化するため、調整効果を維持することができる。
【００９６】
また、調整ねじ３０８および補正力拡散部材３２９の長手方向（主走査方向）の長さＳは、その取り付け位置数（押圧箇所数）をｎ（ｎ≧１）とするとき、（１）式を満足するようにすることにより前記作用効果を得ることができる。
【００９７】
また、前記のように補正力拡散部材３２９の長手方向の長さＳは、板ばね３０２の長手方向の長さＫより長くすることにより、長手方向の押圧力を拡散することが可能になる。（１）式の右辺は調整ねじ３０８および補正力拡散部材３２９が、互いに当接し干渉しないようにするための条件である。
Ｋ＜Ｓ＜Ｌ／ｎ‥‥（１）
ただし、Ｓ：押圧される光学素子（アナモフィックレンズ１２２）の長手方向に対応する方向の押圧部材（調整ねじ３０８，補正力拡散部材３２９）の長さ、Ｋ：押圧される光学素子（アナモフィックレンズ１２２）の長手方向に対応する方向の弾性部材（板ばね３０２）の長さ、Ｌ：押圧される光学素子（アナモフィックレンズ１２２）の長手方向の長さである。
【００９８】
図６は長尺レンズの前記押圧調整を検証するための実験結果を示す図である。
【００９９】
調整手段（１）は長尺レンズを光軸方向に円筒形の押圧部材により線状に押圧した場合の実験結果であり、この押圧部材を、長尺レンズの中央部と、該中央部と長手方向レンズ両端部の中間の計３箇所に配した調整結果である。調整前に約１３０μｍの走査線曲がり量だったものが２８μｍまで補正することができているが、現状の市場要求である１０μｍ以下は満足できていない。
【０１００】
この理由は、評価像高−側と＋側で中央像高（０ｍｍ）に対し走査位置が反対側に発生しており、調整手段による調整により評価像高−側と＋側の走査位置が逆転してしまい、その結果調整しきれなくなった（調整限界）ためである。
【０１０１】
また、調整手段（２）は、本実施形態の補正力拡散部材３２９を用いて長尺レンズを面状態に押圧して調整を行った実験結果であり、調整前に走査位置が逆方向に発生している場合でも、面により長尺レンズを押圧しているため調整限界を引き下げることができ、調整手段（１）による場合よりも走査位置ずれが低減し、８μｍまで走査線曲がりを補正することができている。
【０１０２】
すなわち、本実施形態のように中央部と長手方向レンズ端部の中間位置に面形状の補正力拡散部材３２９を配置することにより、走査線曲がりの補正が良好にできたことを示している。
【０１０３】
また、画像形成装置の装置内温度に変化が生じると、アナモフィックレンズ１２２と補正力拡散部材３２９を構成する材質の線膨張係数の違いにより、膨張または伸縮量に違いを生じる。その場合に、補正力拡散部材３２９の端面がアナモフィックレンズ１２２に引っ掛かり、自由膨張または伸縮の妨げになって、該引っ掛かりが応力を発生させることにより、走査線曲がりを拡大させてしまう。これに対しては、補正力拡散部材３２９の端面に面取りを施すことにより引っ掛かりをなくし、自由膨張または伸縮の妨げをなくすことにより解決が可能になる。
【０１０４】
同様のことがアナモフィックレンズ１２２の光軸方向にも当てはまり、補正力拡散部材３２９をアナモフィックレンズ１２２の押圧する部位の光軸方向の厚さより長くすることにより、自由膨張または伸縮の妨げをなくすことが可能になる。
【０１０５】
これらを条件式で表すと（２）式のようになる。
Ｄ＜Ｔ‥‥（２）
ただし、Ｔ：押圧される光学素子（アナモフィックレンズ１２２）の光軸方向に対応する方向の押圧部材（補正力拡散部材３２９）の長さ、Ｄ：押圧される光学素子（アナモフィックレンズ１２２）の被押圧部の光軸方向の厚さである。
【０１０６】
本実施形態では、温度変化による走査線曲がりの変曲点発生位置の変化に対して、補正力拡散部材３２９にて面押圧構成とすることにより対応しているが、より確実に押圧範囲内で位置が変化するようにするためには、初期調整時の補正力拡散部材３２９のほぼ中心位置を走査線曲がりの変曲点発生位置とすることに達成することができる。
【０１０７】
また、補正力拡散部材３２９がアナモフィックレンズ１２２より軟らかいと、補正力拡散部材３２９に弾性力が生じ、調整精度の低下を引き起こすため、補正力拡散部材３２９はアナモフィックレンズ１２２より硬い材質により構成される必要がある。
【０１０８】
なお、アナモフィックレンズ１２２については、樹脂成形されたレンズとして説明を行ってきたが、ガラス製レンズの場合でも対応可能であり、樹脂成形されたレンズと同様の調整が可能である。
【０１０９】
図７は走査線傾き調整機構の一例を示すステッピングモータ周辺の拡大断面図である。
【０１１０】
図７において、ステッピングモータ３３０の出力シャフト３３１には平歯車３３２が設けられ、さらに所定ピッチのねじ部３３１ａが刻設されており、該ねじ部３３１ａを、外側に平歯車３３３ａが一体に形成された可動筒３３３に設けられたねじ穴３３３ｂに螺合させている。さらに、ステッピングモータ３３０と可動筒３３３を保持するために、相対向して設置された保持部材３３４，３３４間に立設された支軸３３５に、平歯車３３２と３３３ａに噛合する２段歯車３３６ａ，３３６ｂを固定することにより、差動ねじ機構を構成している。そして、可動筒３３１の先端は、図３に示す支持板３０１に当接させている。
【０１１１】
前記差動ネジ機構は、出力シャフト３３１と可動筒３３３が歯車列（平歯車３３２，３３３ａと２段歯車３３６ａ，３３６ｂ）の回転駆動力を受けて、同方向に回転するように構成され、かつ歯車列の歯数差を設けることにより、出力シャフト３３１と可動筒３３３との回転位相差を生じさせることによってスラスト方向の微少な移動を可能にしている。これにより、調整分解能を高めることができるため、ネジとナットだけで構成した従来の走査線傾き調整機構における調整分解能と比較して、調整分解能を１桁以上良化することができる。
【０１１２】
図７に示す走査線傾き調整機構の変形例として、ステッピングモータの出力シャフトを両軸タイプとし、出力シャフトの一方側にネジを取り付け、また他方側に平歯車を取り付け、ネジとナット（前記可動筒）とに位相差を設けるようにした二段歯車の軸受部を、光学ハウジングと一体構成にすることにより、省スペース化を図ることができる。
【０１１３】
また、図１において、画像記録領域の走査開始側および走査終端側には、フォトセンサを実装した基板１３８，１３９および基板１４０，１４１が配され、各ステーションにおいて走査された光ビームを検出する。
【０１１４】
本例では、基板１３８，１４０は同期検知センサを構成し、この検出信号を基に各々書き込み開始のタイミングを図るように共用している。一方、基板１３９，１４１は、終端検知センサを構成し、前記同期検知センサとの検出信号の時間差を計測することにより、走査速度の変化を検出し、検出された走査速度の変化に対して、前記半導体レーザ２１１，２１２を変調する画素クロックの基準周波数を反比例倍して再設定することで、各ステーションによって記録された画像の転写ベルト１０５上での全幅倍率を安定的に保持することができる。
【０１１５】
また、基板１３８〜１４１におけるいずれのフォトセンサを図８に示すように主走査方向に垂直に配設したフォトダイオード１５２と非平行に配設したフォトダイオード１５３とにより構成することにより、フォトダイオード１５２からフォトダイオード１５３に至る時間差（Δｔ−Δｔ’）を計測することによって、光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出することができる。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（３）式で表される。
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・（Δｔ−Δｔ’）‥‥（３）
本実施形態では、Δｔが常に一定となるように、後述する光軸偏向手段を用いて保持することにより、各色画像の副走査レジストがずれないよう照射位置を制御することができる。
【０１１６】
さらに、前記フォトセンサを走査開始側と走査終端側のいずれにも配するようにすれば、各端の副走査位置ずれの差、つまり走査線の傾きを検出することができる。
【０１１７】
次に、図９のブロック図を参照して本実施形態における書込制御回路について説明する。
【０１１８】
図９において、画素クロック生成部４０１では、カウンタ４０３にて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をカウントし、比較回路４０４にて、前記カウント値とデューティ比とに基いて、あらかじめ設定される設定値Ｌと、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、かつ位相シフト量を指示する位相データＨとを比較し、カウント値が設定値Ｌと一致した場合に、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４０７に出力し、また位相データＨと一致した場合に画素クロックＰＣＬＫの立上がりを指示する制御信号ｈを出力する。この際、カウンタ４０３は、制御信号ｈと同時にリセットされ、再びゼロからカウントを行うことにより、連続的なパルス列を形成することができる。
【０１１９】
このようにして、１クロックごとに位相データＨを与え、パルス周期が順次可変された画素クロックＰＣＬＫを生成する。
【０１２０】
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を変化させることができるようにしている。
【０１２１】
図１０は１／８クロックだけ位相を遅らせた場合の例を示すタイムチャートである。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カウントで立上げる。同時にカウンタがリセットされるため、４カウントで再び立ち下げる。すなわち、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。
【０１２２】
こうして生成された画素クロックＰＣＬＫは、書込制御部４０８を介して光源駆動部４０５に与えられ、画素クロックＰＣＬＫを基準に、画像処理部４０６により読み出された画像データを各画素に割り当てて変調データを生成し、前記半導体レーザ３０１，３０２を駆動する。
【０１２３】
このように位相をシフトする画素を所定間隔で配置することによって、走査方向に沿った部分的な倍率誤差の歪を補正することができる。
【０１２４】
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、分割区間ごとに位相をシフトする画素の間隔とシフト量を以下に示すように設定し、位相データとして与えている。
【０１２５】
いま、主走査位置ｘに対する倍率の変化をＬ（ｘ）とすると、ビームスポット位置ずれの変化Ｍ（ｘ）は、下式（４）に示すように、その積分値で表される。
Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘ‥‥（４）
分割区間の始点と終点でビームスポット位置ずれがゼロ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の変化に伴う分割区間幅のずれをΔｍ、位相シフトの分解能をσ（一定）、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（５）式にて表される。
Ｄ≒Ｎ／（Δｍ／σ）‥‥（５）
ただし、Ｄは整数である。このＤ画素ごとに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、この場合、分割区間のちょうど中間位置でビームスポット位置ずれ残差が最大となるが、この残差が許容範囲内となるように各分割位置、分割区間の数を決めるようにする。
【０１２６】
一般的に、各色画像の重ね合わせ精度は、転写ベルト１０５上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることにより、主走査倍率，副走査レジスト，走査線の傾きを基準となるステーションからのずれとして検出し、定期的に補正制御を行うことによって維持する。該補正制御は、例えば、装置の立ち上げ時やジョブ間などのタイミングで行い、１ジョブのプリント枚数が多くなる場合には、その間の温度変化によるずれを抑えるために、途中で割り込みを行って補正する。
【０１２７】
本実施形態において、図１に示すように、照明用のＬＥＤ素子１５４と、反射光を受光するフォトセンサ１５５、および一対の集光レンズ１５６とから検出手段１５７を構成し、この検出手段１５７を転写ベルト１０５における画像の中央と左右両端２ヵ所にそれぞれ配している。さらに、転写ベルト１０５には、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローのトナー像を主走査方向から約４５°傾けて、所定ピッチで並列させたシェブロンパッチと呼ばれるラインパターン群１６０を形成し、転写ベルト１０５の移動に応じて基準色であるブラックとの検出時間差を読み取るようにしている。
【０１２８】
図１２はラインパターン群の一例を示す説明図であり、ラインパターン群１６０は、転写ベルト１０５の移動に沿って検出ライン上のトナー像を読み取る。図１２における上下方向が主走査方向に相当し、左からイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの順に形成したラインパターンにより、基準色であるブラックとの検出時間差ｔｙｋ，ｔｍｋ，ｔｃｋの理論値との差により各色の副走査レジストを求め、傾け角の異なる一組のラインパターンの検出時間差ｔｋ，ｔｃ，ｔｍ，ｔｙの理論値との差により各色の主走査レジストのずれを求める。
【０１２９】
走査線の傾きずれについては、両端の副走査レジスト差より求め、前記アナモフィックレンズ１２２，１２３，１２４，１２５の傾き調整手段を駆動することにより補正する。
【０１３０】
副走査レジストについては、各検出値の平均より求め、ポリゴンミラー１０６の１面おき、すなわち、１走査ラインピッチＰを単位として副走査方向における書出しタイミングを合わせる。
【０１３１】
さらに、近年のカラー画像への要求品質の高まりに伴い、１走査ラインピッチＰ以下の精度でレジストずれを合わせる必要があるため、光軸変更手段１１７，１１８，１１９を用いて照射位置を微調整することにより、トナー像によって検出された副走査レジストずれのうち、書出しタイミングによって補正することができない１走査ラインピッチＰ以下の余分をも補正できるようにし、照射位置の基準値（初期値）を設定する。
【０１３２】
一方、ページ間においては、前記フォトダイオード１５２，１５３を用い、画像記録中に蓄積された計測値を基に設定された基準値との差分をフィードバック補正することにより、次のトナーパッチでの定期補正時期まで、基準値を安定的に保つことができる。
【０１３３】
なお、この基準値は一定値である必要はなく、例えば、転写体の速度変動に対応して周期的に変化する値としてもよい。
【０１３４】
主走査倍率については、両端の主走査レジスト差より求め、各半導体レーザ２１１，２１２を変調する画素クロックの基準周波数と同期検知信号とからのタイミングを調整することにより、画像の全幅と書出し位置を揃える。ページ間においては、上述したように、同期検知信号と終端検知信号との検出時間を基に、倍率変化を常に監視し、温度変化があっても全幅が変化しないように基準周波数を補正すると共に、中間像高においても倍率の歪みが生じないように、あらかじめ、温度変化に伴って生じる各分割区間ごとの倍率変化を予測して重み付けられた位相データを、全幅倍率の可変量に対応してデータテーブルより読み出し、主走査方向の全域に渡って倍率が均一になるようにする。
【０１３５】
図１３は図１１における各分割区間ａ〜ｈにおける温度に対する倍率の変化を示し、全幅の倍率変化に比例して変化しており、全幅倍率の計測値を基に各分割区間の倍率変化に分配することができる。
【０１３６】
このように、本実施形態では、トナー像検出による定期的な補正に加え、ジョブ中の変動を監視し、ページ間でも補正を行うことにより、ジョブ中においてプリント動作を中断することなく、各色画像の重ね合わせ精度が保たれるようにしている。
【０１３７】
図１４は本実施形態における光軸変更手段の一例である液晶偏向光学素子を示す斜視図である。
【０１３８】
光軸変更手段１１７〜１１９としての液晶偏向光学素子１６１は、上下の電極１６２間に電位差を与えられることによって、液晶の配向が変化することにより、図示するように屈折率分布が発生し、これによって入射する光ビームを屈曲させることができる。
【０１３９】
光軸変更手段としては、このような液晶偏向光学素子以外にも、非平行平板を回転させたりガルバノミラーを用いたりしても同様の効果を得られる。
【０１４０】
近年、高密度化達成のために半導体レーザ（ＬＤ）の発振波長の短波長化がなされてきている（被走査面上の光スポット径は光源の波長に比例するため）。
【０１４１】
従来、一般に波長７８０ｎｍのＬＤが広く使われてきたが、短波長化により波長５００ｎｍ以下のＬＤが使われ始めている。例えば、５００ｎｍ／７８０ｎｍ＝０．６４であり、約２／３に小径化が可能になる。
【０１４２】
波長５００ｎｍ以下のＬＤは、波長７８０ｎｍのＬＤとは構成材質が異なり、波長７８０ｎｍのＬＤの構成材質は一般にＡｌＧａＡｓ系から構成されるが、波長５００ｎｍ以下のＬＤはＧａＮ系などから構成される。そのため、波長５００ｎｍ以下のＬＤは、波長７８０ｎｍのＬＤより発熱量が大きく、ドループ特性の劣化を引き起こしやすい。よって、ＬＤの発振波長の短波長化（５００ｎｍ以下）を実現するためには、ＬＤの発熱量を小さくする必要がある。
【０１４３】
ＬＤの発熱量を小さくするためにはＬＤの発振出力を小さくすればよく、そのためには複数のＬＤを組み合わせたマルチビーム光源ユニットを構成すればよい。本実施形態の場合は、２つの光源である半導体レーザを組み合わせて２本の光束により感光体ドラムを走査しているため、１つの場合の半分の出力でよい。
【０１４４】
マルチビーム光源ユニットとして、複数の光源（ＬＤ）で光源部を構成し、光源部を複数個組み合わせることにより、感光体上を走査する光束の数をさらに増やすことができる。これにより、画像形成装置の出力速度の向上を図ることができる。また、逆に出力速度を変えない場合は、偏向器であるポリゴンミラーの回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減，発熱量の低減など、環境に対し配慮した書込光学系を構成することが可能になる。
【０１４５】
前記実施形態では、光源として半導体レーザ（ＬＤ）を用いる例により説明を行ったが、複数の発光点をモノリシックにアレイ配列した半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）を光源として用いることにより、同等の効果を得ることができる。この場合、複数の発光点から射出する発散光束を共通のカップリングレンズによりカップリングし、そのカップリングによりなる組を複数組合せて光源部を構成すればよい。
【０１４６】
また、光源として複数の発光点を２次元的にアレイ配列した面発光レーザアレイを用いマルチビーム光源ユニットを構成してもよい。
【０１４７】
以上のようなマルチビーム光源ユニットを搭載することにより、マルチビーム光走査装置を構成することができる。
【０１４８】
図１５は本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図であり、本画像形成装置では図１〜図１４にて説明した構成の光走査装置を搭載している。
【０１４９】
図１５において、４つの感光体ドラム５０１の周囲には、感光体ドラム５０１を均一に帯電する帯電チャージャ５０２と、光走査装置５００による光走査により形成された静電潜像に対して、帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ５０３と、現像ローラ５０３にトナーを補給するトナーカートリッジ５０４と、感光体ドラム５０１に残ったトナーを掻き取り回収するクリーニング部５０５などがそれぞれ配置されている。
【０１５０】
感光体ドラム５０１に対して、光走査装置５００により、ポリゴンミラー５１３の１面ごとの走査により複数ライン、例えば図１に示す例のように２ライン同時に潜像の形成が行われる。
【０１５１】
４つの感光体ドラム５０１からなる各画像形成ステーションは、転写ベルト５０６の移動方向に並列され、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像が転写ベルト５０６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トナー像が形成される。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。
【０１５２】
一方、記録紙は、給紙トレイ５０７から給紙コロ５０８により供給され、レジストローラ５０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて、転写ベルト５０６の転写部５１４へと送り出され、転写ベルト５０６からトナーカラー像が転写される。転写後、記録紙は、定着ローラ５１０で定着処理を受けて、排紙ローラ５１２により排紙トレイ５１１に排出される。
【０１５３】
なお、本実施形態の説明において、光走査装置を各色ステーションを一体的にユニット化した構成としたが、光走査装置を各色ステーションに対応した別体として構成してもよいし、例えば光走査装置を２つのユニットとして構成することも考えられる。
【０１５４】
このような構成とすることにより、感光体が１つだけのタイプの画像形成装置、すなわち４色に対応して４回の書き込みが必要な画像形成装置と比較して、４倍の速度で画像を形成することが可能となる。
【０１５５】
さらに、画像形成装置と、電子演算装置（コンピュータなど）、画像情報通信システム（ファクシミリなど）などとを、ネットワークを介し接続通信することにより、１台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。
【０１５６】
また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態（ジョブの混み具合、電源が入っているか否か、故障しているか否かなど）を知ることができ、一番状態の良い（使用者の希望に一番適した）画像出力装置を選択し、出力を行うことができるようになる。
【０１５７】
本発明に係る光走査装置を搭載した本実施形態の画像形成装置によれば、走査線曲がりが良好に補正され、高品位の画像形成が可能になり、また、例えば画像形成ジョブ中に発生する色ずれや色変わりの対策として行っている照射位置のずれ補正工程（レジストずれ検出パターン作成ないし補正、再度検出パターン作成ないし補正チェック）を行う回数を低減することが可能になる。それにより生産性の向上が図れ、検出パターンを形成する回数も減るため、ずれ補正工程によりトナーが消費される回数を減らすことができる。よって、消費電力の削減や消耗品の消費量の抑制を図ることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、ビームスポット位置補正手段を備える光走査装置、例えばデジタル複写機およびレーザプリンタなどの光書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に実施して有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の実施形態である４ステーションを走査する光走査装置の構成を示す斜視図
【図２】本実施形態における光源ユニットの分解斜視図
【図３】本実施形態におけるアナモフィックレンズの支持構成を示す分解斜視図
【図４】（ａ）は本実施形態における組立状態のアナモフィックレンズの支持構成を示す正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図
【図５】（ａ）は本実施形態におけるアナモフィックレンズの支持構成を示す正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図
【図６】本実施形態による長尺レンズの押圧調整を検証するための実験結果を示す図
【図７】本実施形態における走査線傾き調整機構の一例を示すステッピングモータ周辺の拡大断面図
【図８】本実施形態におけるフォトセンサの構成例を示す図
【図９】本実施形態における書込制御回路の構成を示すブロック図
【図１０】本実施形態における画素クロックを説明するためのタイムチャート
【図１１】本実施形態における主走査領域の区間分割に係る説明図
【図１２】本実施形態におけるラインパターン群の一例を示す説明図
【図１３】図１１における各分割区間における温度に対する倍率の変化に係る説明図
【図１４】本実施形態における光軸変更手段である液晶偏向光学素子を示す斜視図
【図１５】本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図
【符号の説明】
【０１６０】
１０１〜１０４  感光体ドラム
１０５  転写ベルト
１０６  ポリゴンミラー
１０７〜１１０  光源ユニット
１１３〜１１６  シリンダレンズ
１１７〜１１９  光軸変更手段
１２０，１２１  ｆθレンズ
１２２〜１２５  アナモフィックレンズ
１３８〜１４１  基板
１５２，１５３  フォトダイオード
１５４  ＬＥＤ素子
１５５  フォトセンサ
１５７  検出手段
２０１〜２０４  光ビーム
２１１，２１２  半導体レーザ
３０１  支持板
３０２  板ばね
３０８  調節ねじ
３２９  補正力拡散部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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