(57)【要約】【課題】画像形成領域外において、被走査面に結像する光の焦点ずれ情報を高精度に検出することができ、高精細な画像を形成することができる走査光学装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】書き出しタイミングを基に、光検知部で検出される複数の信号の出力比が所定範囲内となる光源の発光タイミングで複数の光束の結像位置の間隔を検出し、主走査方向の集光位置情報を求め、第１の光学系の少なくとも一部の光学素子を変位させて焦点調整を行う。【選択図】図１
2013044772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から射出された光束を偏向手段に導く第１の光学系と、
前記偏向手段の偏向面にて主走査方向に偏向走査された光束を被走査面に結像させる第２の光学系と、
前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の前記被走査面の書き出し位置を決定するために、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を検出する書き出し位置検出手段と、
を有する走査光学装置であって、
前記第１の光学系および前記第２の光学系を通過し、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、レンズ部が前記主走査方向に複数配列されて、夫々のレンズ部における前記主走査方向に交差する副走査方向より前記主走査方向のパワーが大きい第１の結像光学素子を有する第３の光学系と、
前記偏向手段の偏向面にて前記主走査方向に偏向走査され前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過した光束が結像される位置に配置される複数画素を備えた光検知部と、
前記書き出し位置検出手段で検出される書き出しタイミングを基に、前記光検知部で検出される複数の信号の出力比が所定範囲内となる前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御手段と、
前記発光タイミング制御手段により調整された発光タイミングで前記検知部に結像した複数の光束の前記主走査方向の結像位置の間隔を検出し、これより前記被走査面に結像される光束の前記主走査方向の集光位置情報を求める演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記第１の光学系の少なくとも一部の光学素子を変位させて前記主走査方向の焦点調整を行う焦点調整手段と、
を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
光源と、前記光源から射出された光束を偏向手段に導く第１の光学系と、
前記偏向手段の偏向面にて主走査方向に偏向走査された光束を被走査面に結像させる第２の光学系と、
前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の前記被走査面の書き出し位置を決定するために、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を検出する書き出し位置検出手段と、
を有する走査光学装置であって、
前記第１の光学系および前記第２の光学系を通過し、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、レンズ部が前記主走査方向と交差する副走査方向に複数配列されて、夫々のレンズ部における前記主走査方向より前記副走査方向のパワーが大きい第２の結像光学素子を有する第３の光学系と、
前記偏向手段の偏向面にて前記主走査方向に偏向走査され前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過した光束が結像される位置に配置される複数画素を備えた光検知部と、
前記書き出し位置検出手段で検出される書き出しタイミングを基に、前記光検知部で検出される複数の信号の出力が最大となる前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御手段と、
前記発光タイミング制御手段により調整された発光タイミングで前記検知部に結像した複数の光束の前記副走査方向の結像位置の間隔を検出し、これより前記被走査面に結像される光束の前記副走査方向の集光位置情報を求める演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記第１の光学系の少なくとも一部の光学素子を変位させて前記副走査方向の焦点調整を行う焦点調整手段と、
を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項３】
前記夫々のレンズ部はアナモフィックなレンズ部もしくはシリンドリカルなレンズ部であることを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記第１の光学系および前記第２の光学系を通過し、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、レンズ部が前記主走査方向と交差する副走査方向に複数配列されて、夫々のレンズ部のパワーが前記主走査方向より前記副走査方向が大きい第２の結像光学素子を前記主走査方向で前記第１の結像光学素子の近傍に設けたことを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記第２の結像光学素子は、前記第１の結像光学素子より前記主走査方向で上流側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の走査光学装置。
【請求項６】
前記被走査面の合焦時の前記複数の信号の主走査方向または副走査方向の少なくとも一方における間隔情報を予め記憶し、非合焦時の前記主走査方向または前記副走査方向の少なくとも一方における間隔情報から、ずれ方向およびずれ量を認識して前記主走査方向または前記副走査方向の少なくとも一方における前記被走査面の焦点調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
【請求項７】
前記複数の信号の主走査方向もしくは副走査方向における間隔情報は、相関演算により検出されることを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置した感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
各々が請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置である複数の走査光学装置と、各々の走査光学装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを備えた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、レーザビームプリンタや複写機などの画像出力部で焦点検出が行われる走査光学装置および画像形成装置に関し、特に偏向手段としてポリゴンミラーなどの光偏向器を用いた走査光学装置に適用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタ、デジタル複写機の画像出力部は、通常、感光体上を、印字データに応じて明滅するレーザで走査し、感光体上に形成される露光分布に応じて、静電気的な電子写真プロセスによる画像形成を実現している。一般的に、レーザ光束の走査に、光走査光学装置が用いられている。
【０００３】
これは、半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、偏向手段として回転する回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと称す）等で反射偏向し、結像光学素子で、感光体上に、移動するスポットとして結像させ、直線に沿った光走査を繰り返し行うものである。
【０００４】
近年では、走査光学装置の高精度化、低コスト化のため、この走査光学装置に用いる結像光学素子に樹脂材料を多用しており、このように、樹脂材料を用いる結像光学素子では、樹脂によるモールド成形が可能となるために、レンズ、ミラーの非球面化が容易である。そして、その形状を保持するための筐体も、樹脂モールド成形により構成すると、それまでの金属の切削、鋳造加工による筐体に比較して、より軽量、低コスト化が実現でき、フレキシブルなレンズ配置が可能となる。
【０００５】
樹脂製の光学素子を使用した場合、最も問題となるのが温度変化や吸湿などの環境変動によって屈折率や形状の変化が生じ、焦点ずれを起こすことである。スポット径が小さくなると、それに比例して深度幅も減少するため、わずかな焦点ずれでもスポットの肥大化につながる。また、軸上の光束の深度幅に比べて軸外の光束の深度幅は狭くなる。その為、軸外光束の焦点変動を詳細にモニターする必要がある。
【０００６】
その為、どのような環境でも所望のスポット径を維持するためには、焦点ずれを検知し、アクティブに焦点のずれを補正するオートフォーカス（ＡＦ）装置が必要となる。また、焦点ずれの向きと大きさを同時に検知することは、素早い焦点ずれの制御ができ、高速かつ精度のよい制御が可能となる。
【０００７】
そこで、焦点ずれを検出する装置（焦点検出装置）が種々開発されている。例えば、走査光学装置において、主走査方向の検知方法として、特許文献１のように被走査面に対して所定の角度をもって走査方向に沿って設けられた複数の開口を持つ部材を用い、主走査方向の焦点ずれ方向と大きさを検知する方法が開示されている。また、撮像装置において、特許文献２のように画像形成領域内の光を用いて、像面上で焦点ずれの検知を行うために、複数の方向に光を分離する手段を像面より手前に配置して、焦点ずれの検出を行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２２７０４７号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９６８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
走査光学装置を用いた画像形成装置において、高精細な画像を形成するには、被走査面に結像する光の焦点ずれ量と焦点ずれ方向の双方の焦点ずれ情報を精度良く検出することが重要になってくる。一般には、このような被走査面に結像する光の焦点ずれ情報を画像形成領域内の光、即ち有効走査範囲内の光を用いて行うことは、光検出器や検出用光学系の配置が光学的に難しく、構成上大変困難である。また、軸上の光束の深度幅に比べて軸外の光束の深度幅は狭くなるので、軸外になるべく近い場所で検知する必要がある。
【００１０】
このため、走査光学装置では、画像形成領域外で焦点ずれ情報検知を行う必要があり、最も深度幅の狭くなる軸外近傍で焦点位置を補正する必要がある。特許文献１に開示されている方法では、焦点ずれを検知できる範囲が複数の開口を持つ部材の配置する角度に制限を受けることと、焦点ずれの大きさを時間差で検知することから、精度良く大きさを検知することが困難である。
【００１１】
また、特許文献２に開示されているシリンドリカルレンズで、主走査方向の焦点検出を行う場合、光検知部に副走査方向に長い像が主走査方向に離間して形成される。しかし、離間した位置での出力が大きく異なっていると、相関演算により離間した位置の間隔を求めるとき、誤差を生ずる可能性があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、画像形成領域外において、被走査面に結像する光の焦点ずれ情報を高精度に検出することができ、高精細な画像を形成することができる走査光学装置および画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から射出された光束を偏向手段に導く第１の光学系と、前記偏向手段の偏向面にて主走査方向に偏向走査された光束を被走査面に結像させる第２の光学系と、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の前記被走査面の書き出し位置を決定するために、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を検出する書き出し位置検出手段と、を有する走査光学装置であって、前記第１の光学系および前記第２の光学系を通過し、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、レンズ部が前記主走査方向に複数配列されて、夫々のレンズ部における前記主走査方向に交差する副走査方向より前記主走査方向のパワーが大きい第１の結像光学素子を有する第３の光学系と、前記偏向手段の偏向面にて前記主走査方向に偏向走査され前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過した光束が結像される位置に配置される複数画素を備えた光検知部と、前記書き出し位置検出手段で検出される書き出しタイミングを基に、前記光検知部で検出される複数の信号の出力比が所定範囲内となる前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御手段と、前記発光タイミング制御手段により調整された発光タイミングで前記検知部に結像した複数の光束の前記主走査方向の結像位置の間隔を検出し、これより前記被走査面に結像される光束の前記主走査方向の集光位置情報を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づいて前記第１の光学系の少なくとも一部の光学素子を変位させて前記主走査方向の焦点調整を行う焦点調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、別の本発明は、光源と、前記光源から射出された光束を偏向手段に導く第１の光学系と、前記偏向手段の偏向面にて主走査方向に偏向走査された光束を被走査面に結像させる第２の光学系と、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の前記被走査面の書き出し位置を決定するために、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を検出する書き出し位置検出手段と、を有する走査光学装置であって、前記第１の光学系および前記第２の光学系を通過し、前記被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、レンズ部が前記主走査方向と交差する副走査方向に複数配列されて、夫々のレンズ部における前記主走査方向より前記副走査方向のパワーが大きい第２の結像光学素子を有する第３の光学系と、前記偏向手段の偏向面にて前記主走査方向に偏向走査され前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過した光束が結像される位置に配置される複数画素を備えた光検知部と、前記書き出し位置検出手段で検出される書き出しタイミングを基に、前記光検知部で検出される複数の信号の出力が最大となる前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御手段と、前記発光タイミング制御手段により調整された発光タイミングで前記検知部に結像した複数の光束の前記副走査方向の結像位置の間隔を検出し、これより前記被走査面に結像される光束の前記副走査方向の集光位置情報を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づいて前記第１の光学系の少なくとも一部の光学素子を変位させて前記副走査方向の焦点調整を行う焦点調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記走査光学装置を含む画像形成装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、画像形成領域外において、被走査面に結像する光の焦点ずれ情報を高精度に検出することができ、高精細な画像を形成することができる走査光学装置および画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る走査光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】（ａ）は主走査方向の焦点検出を表す図、（ｂ）は副走査方向の焦点検出を表す図である。
【図３】焦点検出の際、離間した像を検知する光検知部１１ｂでの出力信号を示す図である。
【図４】相関演算のフローチャートである。
【図５】ＡＦのフローチャートである。
【図６】光検知部における画素の配列と検知信号の関係を示す図である。
【図７】焦点（ピント）ずれ量と、離間した像位置の間隔変化量の関係を示す図である。
【図８】焦点（ピント）ずれ量と、集光レンズ２の光軸方向の移動量の関係を示す図である。
【図９】焦点（ピント）ずれ量と、シリンドリカルレンズ４の光軸方向の移動量の関係を示す図である。
【図１０】ＡＦ検知部の組立て及び調整のフローチャートである。
【図１１】ＡＦ発光タイミング調整工程のフローチャートである。
【図１２】発光の様子を説明する概略図である。
【図１３】主走査方向の焦点（ピント）ずれの発光タイミングに関し、（ａ）は早い発光タイミング、（ｂ）は設計上の発光タイミング、（ｃ）は遅い発光タイミングを示す図である。
【図１４】副走査方向の焦点（ピント）ずれの発光タイミングに関し、（ａ）は早い発光タイミング、（ｂ）は設計上の発光タイミング、（ｃ）は遅い発光タイミングを示す図である。
【図１５】初期間隔記録工程のフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置の概略図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る走査光学装置を搭載したカラー画像形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１６は、本発明の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置を示す副走査方向の要部断面図である。図１６において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、走査光学装置としての光走査ユニット１００に入力される。
【００２０】
そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モーター１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
【００２１】
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【００２２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写器としての転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１６において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【００２３】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１６において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。そして、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００２４】
図１６においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけでなく、モーター１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモーターなどの制御を行う。
【００２５】
（カラー画像形成装置）
図１７は、本発明の実施形態に係る走査光学装置を搭載したカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、走査光学装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１７において、６０はカラー画像形成装置、１１、１２、１３、１４は走査光学装置、２１、２２、２３、２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【００２６】
図１７において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ走査光学装置１１、１２、１３、１４に入力される。
【００２７】
そして、これらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００２８】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（１１、１２、１３、１４）を４個並べている。各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００２９】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの走査光学装置１１、１２、１３、１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００３０】
外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００３１】
（走査光学装置）
１）第１の光学系（入射光学系）
図１において、４Ａは第１の光学系であり、光源手段１、集光レンズ２、開口絞り３とシリンドリカルレンズ４により構成されている。光源手段１は、例えば半導体レーザやＶＣＳＥＬにより成り立っている。集光レンズ２は、コリメータレンズであり、光源手段１より出射された光束を略平行な光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換する。開口絞り３は、光束径を制限するためのものであり、集光レンズ２から出射された光束を最適なビーム形状に成形している。シリンドリカルレンズ４は、副走査方向（副走査断面内）のみに有限のパワー（屈折力）を有し、副走査断面内で収束光束に変換する。
【００３２】
２）第２の光学系（走査結像光学系）
第２の光学系７Ａは、偏向手段５とアナモフィックレンズ６、７により構成され、第１の光学系４Ａで形成された入射光束が、偏向手段５の偏向面により主走査方向に偏向走査され、アナモフィックレンズ６、７により被走査面に結像される。偏向手段５は光偏向器であって、モーター等の駆動手段（不図示）により一定方向（図中Ａの方向）に一定速度で回転される。
【００３３】
偏向手段５を経た光束は、アナモフィックレンズ６、７で結像されて、感光ドラムなどの被走査面１０を等速度でＢの方向に走査される。アナモフィックレンズ６、７は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワー（副走査断面内に対し主走査断面内でパワーが強い）を有する結像レンズである。
【００３４】
（アナモフィックレンズ６、７の諸特性）
表１に本実施形態における第２の光学系の諸特性を示す。各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸とする。さらに主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、アナモフィックレンズ６、アナモフィックレンズ７における各レンズ面の主走査断面の非球面形状は、以下の式で表される。
【００３５】
【数１】
2013044772.tif 000003
【００３６】
なお、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂｉ（ｉ  ＝  ４、  ６、  ８、  １０  ・・・）は非球面係数である。ここで、Ｙのプラス側とマイナス側で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側終了側の係数には添字ｌを附している。また、アナモフィックレンズ６の入射面と射出面、およびアナモフィックレンズ７の入射面における各レンズ面の副走査断面の非球面形状は、以下の式で表される。
【００３７】
【数２】
2013044772.tif 000004
【００３８】
Ｓは母線上の任意の点において母線の面法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。ここで、副走査断面の曲率半径ｒ  ’は、レンズ面のＹ座標により連続的に変化し、以下の式で表される。
【００３９】
【数３】
2013044772.tif 000005
【００４０】
アナモフィックレンズ７の出射面における副走査断面の非球面形状は、以下の式で表される。
【００４１】
【数４】
2013044772.tif 000006
【００４２】
Ｓは、母線上の任意の点において母線の面法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。ここで、副走査断面の曲率半径ｒ  ’は、レンズ面のＹ座標により連続的に変化し、
【００４３】
【数５】
2013044772.tif 000007
【００４４】
で表される。（２）式から（５）式においてｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄｊ（ｊ  ＝  ２、  ４、  ６、  ８、  １０  ・・・）は副走査断面の曲率半径の変化係数である。
【００４５】
ここで、Ｙのプラス側とマイナス側で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側終了側の係数には添字１を附している。また、副走査断面は球面形状でありレンズ面のＹ座標により連続的に変化しており、Ｙの１０次関数で表される形状となっている。ただし、表１において、「Ｅ−ｘ」は、「１０−ｘ」を意味している。
【００４６】
３）書き出し位置検出系
図１で、書き出し位置検出系８Ａは、被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内にあって、偏向手段により偏向された光束を用いて、被走査面上の書き出し位置を検出する。書き出し位置検出系８Ａは、偏向手段８ａと、結像手段８ｂと、光検知手段８ｃを備える。書き出し位置検知手段８Ａにより検出された発光タイミングを基に、光源手段１の発光が制御される。
【００４７】
４）第３の光学系（ＡＦ検出光学系）を備えるＡＦ検出系
（主走査方向のＡＦ検出光学系）
第１の光学系および第２の光学系を通過し、被走査面の画像形成領域以外に入射する光路内に、第３の光学系（ＡＦ検出光学系）として第１の結像光学素子１１ａ１、１１ａ２（図２（ａ））が設けられる。レンズ部が主走査方向に複数配列された結像光学素子（１１ａ１、１１ａ２）については、夫々のレンズ部のパワーが主走査方向に交差する方向に比べ主走査方向で強くなっている。主走査方向のＡＦ検出のための結像光学素子１１ａ１、１１ａ２の諸特性は、表２の通りである。
【００４８】
（副走査方向のＡＦ検出光学系）
主走査方向のＡＦ検出光学系としての結像光学素子１１ａ１、１１ａ２の近傍（主走査方向）には、副走査方向のＡＦ検出光学系としての第２の結像光学素子１１ａ３、１１ａ４（図２（ｂ））が設けられる。レンズ部が副走査方向に複数配列された結像光学素子（１１ａ３、１１ａ４）については、夫々のレンズ部のパワーが副走査方向に交差する方向に比べ副走査方向で強くなっている。
【００４９】
【表１】
2013044772.tif 000008
【００５０】
【表２】
2013044772.tif 000009
【００５１】
（ＡＦ検出用の光検知部）
主走査方向のＡＦ検出光学系である結像光学素子１１ａ１、１１ａ２、および光検知部１１ｂ１によって、主走査方向のＡＦ検出系が構成される。光検知部１１ｂ１は、結像光学素子１１ａ１、１１ａ２から出射した光束の結像位置近傍に設けられる。光検知部１１ｂ１としては、画素が主走査方向及び副走査方向に２次元的あるいは主走査方向に１次元的に画素が配列したエリアあるいはラインセンサなどで、ＣＣＤやＣＭＯＳのような複数画素から形成されたセンサが用いられる。光検知部１１ｂ１において集光された光は電気変換され、画素毎に出力データが作成される。
【００５２】
（ＡＦ検出系の作用）
以下、ＡＦ検出系の作用について説明する。
【００５３】
１）主走査方向の焦点ずれ検出、および焦点ずれ補正
主走査方向の焦点位置ずれを検出するための結像光学素子１１ａ１、１１ａ２により、光検知手段１１ｂ１において、図２（ａ）に示すように、主走査方向に離間し副走査方向に伸びる線状の像が形成される。
【００５４】
主走査方向に離間した像の間隔情報を示す図３において、３２の間隔が合焦時の間隔で、３１の間隔は焦点が像面より手前（光軸方向の負の方向）にある状態で、３３の間隔は焦点が像面より奥（光軸方向の正の方向）にある状態である。つまり、３２の間隔に対する、非合焦時の間隔あるいはその変化量を認識することで、焦点ずれの方向と大きさを同時に求めることが可能である。その為、３２の間隔は工場出荷時等に値を記憶しておく必要がある。
【００５５】
焦点ずれ検出がされると、演算装置３０は、光検知部１１ｂ１で検知された信号を用いて、集光位置情報を求め、焦点ずれ補正量を演算する。具体的には、離間した像の間隔を後述する相関演算により求め、演算装置３０が演算結果としての焦点ずれ補正量を演算する。そして、演算結果に基づいて、焦点調整手段としての駆動手段４０が、集光レンズ２とシリンドリカルレンズ４を、光軸方向に変位させて焦点ずれ補正を行う。
【００５６】
後述するように、シリンドリカルレンズ４を変位させる理由は、集光レンズ２の変位により生じた副走査方向の焦点ずれの補正を行うためである。  ２）副走査方向の焦点ずれ検出、および焦点ずれ補正
同様に、副走査方向の焦点位置を検知する場合は、検知信号の離間方向は副走査方向であり、結像光学素子１１ａ３、１１ａ４によって形成する線状の像は、図２（ｂ）のように、主走査方向に伸びる線状の像となる。
【００５７】
焦点ずれ検出がされると、演算装置３０は、光検知部１１ｂ１で検知された信号を用いて、集光状態と調整量を演算する。具体的には、離間した像の間隔を後述する相関演算により求め、これよりシリンドリカルレンズ４を、駆動手段４０により、光軸方向に変位させて焦点ずれ補正を行う。なお、シリンドリカルレンズ４の変位による副走査方向の焦点ずれ補正を行った後に、集光レンズ２の変位による主走査方向の焦点ずれ補正を行う場合に、その変位量は小さく副走査方向の焦点ずれ補正に影響を与えるものではない。
【００５８】
ただし、図８の１４２の傾きから、集光レンズ２の変位による副走査方向の変位量を考慮して、シリンドリカルレンズ４を変位させることでより精度よく副走査方向の焦点ずれを補正することが可能となる。
【００５９】
３）発光タイミングの調整
本発明において、結像光学素子１１に入射する光束は、連続発光された光ではなく、特定のタイミングで発光される光である。これは、以下に示すように、主走査方向の焦点位置ずれを検出するに際し、検出精度が向上し都合が良いためである。
【００６０】
即ち、主走査方向の焦点位置ずれを検出するに際し、図１３に示すように、発光タイミングが不適切であると、相関演算により離間した像の間隔を求めるときに誤差を生じかねない。そこで、予め書き出し位置検出手段で検出される書き出しタイミングを基に、光検出部で検出される複数の信号の出力比が所定範囲内となる発光タイミングを記憶させる。具体的には、複数の信号の出力が略等しくなるタイミングを狙った検出となるよう、そのタイミングで発光が維持されている必要がある。
【００６１】
（主走査方向および副走査方向の焦点位置ずれ検出に伴う発光タイミング）
上述したように、特定のタイミングで発光される光を用いて、主走査方向および副走査方向の焦点位置ずれ検出を行うこととなるが、具体的な発光タイミングについて図１２を用いて説明する。
【００６２】
図１２のように、結像手段８ｂと光検知手段８ｃで構成した書き出し位置検知手段８Ａで検出された時間を０秒とし、所定の時間ｔ1秒後に発光するように、発光タイミング制御手段としてのタイミング制御手段５０が制御を行う。先ず、副走査方向の焦点位置ずれを検出する為に、所定の時間Δｔｓ秒間発光している走査光が結像光学素子１１ａ３、１１ａ４に入射する。続いて、所定の時間ｔ２秒後に発光するように、発光タイミング制御手段としてのタイミング制御手段５０が制御する。そして、主走査方向の焦点位置ずれを検出する為に、所定の時間Δｔｍ秒間発光している走査光が結像光学素子１１ａ１、１１ａ２に入射する。
【００６３】
主走査方向の焦点位置ずれを検出するとき、図２のように複数のレンズ部の境界部近傍に入射するタイミングとなる。もし連続発光がされている場合に主走査方向の焦点位置ずれを検出しようとすると、結像光学素子１１ａ１、１１ａ２に入射する主走査方向に走査される光束により、光検知部では離間した像の間隔を種々のタイミングで誤差を含んで検出することとなる。しかし、上述したような好ましいタイミングで検出することにより、誤差の少ない焦点ずれ検出を行うことができる。
【００６４】
副走査方向の焦点位置ずれを検出するときには、図１４に示すように、光検出部で検出される複数の信号の出力が最大となる発光タイミングを記憶させる。この発光タイミングは、書き出し位置検知手段８Ａで検出された信号を基に、タイミング制御手段５０で制御される。
【００６５】
本実施形態では、焦点検出に際し、主走査方向の発光タイミングよりも副走査方向の発光タイミングが早く設定されることとなる。即ち、副走査方向の焦点位置ずれを検出する第２の結像光学素子は、主走査方向の焦点位置ずれを検出する第１の結像光学素子より主走査方向で上流側に設けられる。これは、主走査方向の検出の為の発光時間Δｔｍの方を、副走査方向の検出の為の発光時間Δｔｓに比べて短く（Δｔｍ≦Δｔｓ）する必要がある為である。そして、副走査方向の焦点検出を先に行うことで、副走査方向の検出信号を基にｔ２を再補正することができるようにすれば、検出精度を上げるのに都合がよいものとなる。
【００６６】
以上、主走査方向および副走査方向の焦点ずれ検出、および焦点ずれ補正について述べたが、必然的に主走査方向および副走査方向の少なくとも一方の焦点ずれ検出、および焦点ずれ補正を行うことが可能となる。即ち、被走査面の合焦時の複数の信号の主走査方向および副走査方向の少なくとも一方における間隔情報を予め記憶する。そして、非合焦時の主走査方向および副走査方向の少なくとも一方における間隔情報から、ずれ方向およびずれ量を認識して主走査方向および副走査方向の少なくとも一方における被走査面の焦点調整を行うことができる。
【００６７】
（ＡＦ制御フロー）
次に、図４から図９までを用いてＡＦ制御フローを説明する。焦点ずれ検出に関し、図４のＳ１は、ＳＴＡＲＴであり、相関演算の開始を意味するステップである。Ｓ２は信号分離であり、光検知部１１ｂで主走査方向にＡとＢのそれぞれ２つの信号に分けるステップである。Ｓ３は相関演算であり、相関演算を行い、相関量を求めるステップである。Ｓ４は相関量の差分であり、ステップＳ３で得られた相関量の差分を行い、相関量が極大となるシフト量を求めるステップである。
【００６８】
Ｓ５は焦点ずれ検出であり、ステップＳ４で得られたシフト量から焦点のずれ量と方向を検出するステップである。Ｓ６はＥＮＤであり、相関演算の終了を意味するステップである。
【００６９】
焦点ずれ補正に関し、図５のＳ７はＳＴＡＲＴであり、ＡＦの開始を意味するのステップである。Ｓ８は駆動量（変位量）決定であり、Ｓ５で得られた結果から敏感度を基に駆動量（変位量）を決定するステップである。Ｓ９はレンズ駆動であり、Ｓ８で得られた結果からレンズを駆動するステップである。Ｓ１０は光検知であり、焦点が補正されたか否かを判断するために光検知を行うステップである。Ｓ１１は演算ルーチンであり、ステップＳ１からステップＳ６までの演算を行うステップである。Ｓ１２は合焦判断であり、ステップＳ４で得られた結果から焦点ずれがあるか否かを判断するステップである。Ｓ１３はＥＮＤであり、終了を意味するステップである。
【００７０】
図８の１４１は、集光レンズ２の主走査方向の敏感度であり、集光レンズ２の光軸方向への移動量と主走査方向の焦点のずれ量の関係を示している。１４２は集光レンズ２の副走査方向の敏感度であり、集光レンズ２の光軸方向への移動量と副走査方向の焦点のずれ量の関係を示している。図９の１５１は、シリンドリカルレンズ４の主走査方向の敏感度であり、シリンドリカルレンズ４の光軸方向への移動量と主走査方向の焦点のずれ量の関係を示している。１５２はシリンドリカルレンズ４の副走査方向の敏感度であり、シリンドリカルレンズ４の光軸方向への移動量と副走査方向の焦点のずれ量の関係を示している。
【００７１】
ステップＳ７より開始されたＡＦは初回の制御時、ステップＳ８には０の値を返し、ステップＳ１０において最初の光検知部１１ｂでの光検知を実行する。ステップＳ１０で、画素ごとに出力データが作成される。続いて、ステップＳ１１の演算ルーチンに進む。ステップＳ１１ではＳ１からＳ７までのステップを行う。ステップＳ１で演算ルーチンを開始する。ステップＳ２において、図６のように、光検知部で検知される信号波形をＡ、Ｂという２つの信号に分離する。
【００７２】
ここで、ｉ番目の画素の出力データをそれぞれＡｉ、Ｂｉ、とする（ｉ  ＝  １  …  Ｎ）。続いて、ステップＳ３において、出力データ列Ａをｎ画素ずつシフトして（６）式の演算により相関量Ｕｎ  （ｎ  ＝  ０  …  Ｎ  ）を求める。
【００７３】
【数６】
2013044772.tif 000010
【００７４】
次にステップＳ４において、この演算により得られた相関量Ｕｎ、から、極大の相関量となるシフト値を検出するために、相関量を（７）式で差分する。
【００７５】
【数７】
2013044772.tif 000011
【００７６】
（７）式の差分値Ｕ’ｎ’が０となるシフト量が光検知部に結像した主走査方向のスポットの間隔である。
【００７７】
図４のステップＳ５において、ステップＳ４で得られた光検知部１１ｂ上でのスポットの間隔を焦点ずれがないときの間隔と比較することで、焦点ずれを判定する。本実施形態において、焦点ずれ量と光検知部１１ｂにおける結像位置の間隔変化量の関係は図７のようになる。その後、図５のステップＳ１２でステップＳ５により求められた焦点ずれ量ｘが検知分解能Ｘより小さい時（ｘ≦Ｘ）は合焦であると判断し、ステップＳ１３に進み、ＡＦを終了する。
【００７８】
それに対し、図５のステップＳ１２でステップＳ５により求められた焦点ずれ量ｘが検知分解能Ｘより大きい時（ｘ＞Ｘ）は焦点がずれていると判断し、ステップＳ８に戻り、焦点を補正するために第１の光学系におけるレンズの駆動量（変位量）を求める。ステップＳ８では、第１の光学系の集光レンズ２とシリンドリカルレンズ４の光軸方向の移動に対する焦点位置の敏感度から集光レンズ２とシリンドリカルレンズ４の駆動量（変位量）を求める。
【００７９】
本実施形態では、図８より集光レンズ２が光軸方向に１ｍｍ移動すると、主走査方向の焦点が−４２．３ｍｍ、副走査方向の焦点が−５．６７ｍｍ移動する。また、図９よりシリンドリカルレンズ４が光軸方向に１ｍｍ移動すると、主走査方向の焦点が０ｍｍ、副走査方向の焦点が１．１７ｍｍ移動する。例えば、主走査方向に０．５ｍｍ焦点がずれた時、主走査方向の焦点ずれを補正するためには図８の１４１の直線から集光レンズ２を０．５／（‐４２．３）＝‐０．０１２（ｍｍ）移動させる。
【００８０】
また、集光レンズ２により生じた副走査方向の焦点ずれの補正は、図８の１４２と図９の１５２の直線からシリンドリカルレンズ４を｛‐５．６７×（‐０．０１２）｝／１．１７＝０．０６（ｍｍ）移動させる。そして、ステップＳ９に進み、ステップＳ８で求まった結果から駆動装置３０において集光レンズ２とシリンドリカルレンズ３を同時に駆動する。続いて、Ｓ１０に進み、上記のステップを繰り返す。ステップＳ１２において、合焦の判定がされると、ステップＳ１３に進み、ＡＦを終了する。
【００８１】
（ＡＦ検知部の組立て及び調整フロー）
以下、ＡＦ検知部の組立て及び調整フローに関し、詳述する。図１０は、ＡＦ検知部１１Ａの組立て及び調整のフローチャートを示す。また、図１１はＡＦ発光タイミング調整工程のフローチャートであり、ＡＦ検知部１１Ａで検出するタイミングを調整するフローを示している。図１０で、ステップＳ１４より開始されたＡＦ検知部の組立て及び調整は、ステップＳ１５に進みＡＦ検知部の光学素子１１ａ及び光検知部１１ｂを配置し、組立て、ステップＳ１６に進む。
【００８２】
図１１で、ステップＳ２１より開始されたＡＦ発光タイミング調整工程は、ステップＳ２２に進み、光検知部１１ｂに光束１１が入射しているか確認するために、ＢＤから設計上の所定時間後に光源１の発光を行い、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、光検知部１１ｂに光束１１が入射しているか確認するために、光検知部１１ｂに出力があるかどうかを確認する。
【００８３】
もし、光検知部１１ｂに出力が無ければ、光検知部１１ｂに光束１１が入射するように調整をする必要があるため、ステップＳ２４〜Ｓ２５に進む。ステップＳ２４〜Ｓ２５では、光検知部１１ｂに出力が現れるまで、繰り返し所定時間発光タイミングをずらして光源１を発光させ、光検知部１１ｂに出力が現れたら、ステップＳ２６に進む。光検知部１１ｂに出力があるときは、光学素子１１ａの所望の位置に光束１１が入射するように発光タイミングを調整するために、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、中心位置を探すために、あらかじめ決めておいた所定時間発光のタイミングを戻して、ステップＳ２７に進む。
【００８４】
ステップＳ２７では、所定時間発光タイミングをずらして、焦点検出する。この時、主走査方向の焦点検出用の発光タイミングの調整時はステップＳ２８に進み、副走査方向の焦点検出用の発光タイミングの調整時はステップＳ２９に進む。主走査方向の検知用の焦点検出用の発光タイミングの調整時において、ステップＳ２８では、図１３のように光検知部１１ｂ上の２つの信号ＡとＢに焦点検出用の発光タイミングの違いによりピーク出力が変化する。その為、ピーク出力の比率を計算し、図１３（ｂ１）の状態に近づけるために、次の条件式を満たすように調整する。
【００８５】
【数８】
2013044772.tif 000012
【００８６】
（ＩＡ：信号Ａのピーク出力、ＩＢ：信号Ｂのピーク出力）
上記の条件式を満たすことで、ＡとＢの信号の強度がそろい、間隔を演算で求める際にＳ／Ｎ比が最もよい状態となる。その場合、ステップＳ２８において、上記条件式を満たすまで、ステップＳ２７に戻り、繰り返し確認を行い、上記条件式を満たせばステップＳ３０に進む。上記条件式を満たさない場合には、ＡあるいはＢの信号強度が減少し、間隔を演算で求める際にＳ／Ｎ比が劣化し、測定ばらつきの原因となり、検知精度が劣化する。その場合、ステップＳ２８において、上記条件式を満たすまで、ステップＳ２７に戻り、繰り返し確認を行い、上記条件式を満たせばステップＳ３０に進む。
【００８７】
副走査方向の検知用の発光タイミングの調整時において、ステップＳ２９では、図１４のように光検知部１１ｂ上の２つの信号ＡとＢに発光タイミングの違いによりピーク出力が変化する。その為、図１４（ｂ１）の状態に近づけるために、光検知部１１ａにおける出力が最大となるように発光タイミングを調整する。発光タイミングが大きくずれて、光検知部１１ｂにおける出力が著しく減少した場合、Ｓ／Ｎ比が劣化し、測定ばらつきの原因となり、検知精度が劣化する。
【００８８】
また、副走査方向の検知に関しては、光学素子１１ｂ上を走査する光束１１が入っていてもよいため、光学素子１１ｂを通過する時間だけ発光していれば、発光タイミングの違いによる光検知部１１ｂ上の出力変動が小さくなり、より調整が容易になる。ステップ２９で光検知部１１ｂでの出力が最大となるように、発光タイミングが調整できたら、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ステップＳ２８及びステップＳ２９で、調整された発光タイミングをＲＯＭに記録し、ステップＳ３１に進む。
【００８９】
ステップＳ３１で焦点検出用の発光タイミング調整は終了し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ３２より開始されたＡＦ初期間隔記録工程は、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、上記ステップＳ３０で記録した焦点検出用の発光タイミングを基に、光源１を発光させ、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、第１及び第２の光学系の合焦状態を測定するために、第１及び第２の光学系が組立て調整された状態で、光検知部１１ｂ上の２つの信号ＡとＢの間隔を測定する。合焦状態を判定する際に、初期状態からの変化量として判定することで、個々の光学箱毎にばらついている誤差による影響を軽減することが可能である。
【００９０】
ステップＳ３４で、合焦状態の初期間隔３２が求まったら、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、ステップ３４で求めた合焦時の初期間隔をＲＯＭに記録し、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６でＡＦ初期間隔記録工程を終了し、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、第１の光学系の副走査方向にパワーを有する光学素子４を光軸方向に駆動し、被走査面１０における副走査方向の焦点位置を変化させる。そして、図７のような焦点ずれに対する光検知部１１ｂにおける間隔変化量を測定し、その傾きの値をＲＯＭに記録する。
【００９１】
続いて、ステップＳ１９に進み、第１の光学系の主走査方向にパワーを有する光学素子２を光軸方向に駆動し、被走査面１０における副走査方向の焦点位置を変化させる。そして、図７のような焦点ずれに対する光検知部１１ｂにおける間隔変化量を測定し、その傾きの値をＲＯＭに記録する。ステップＳ１８とステップＳ１９において、光学素子２及び４の移動量に対する焦点の移動敏感度はそれぞれ図８の１４１と図９の１５２に対応する。以上のように、構成することで、調整が容易でかつ、高精度に主副独立に焦点変動を検知し、制御することが可能となる。
【００９２】
次に、図１３は、主走査方向の焦点ずれ検出における、発光タイミングの違いによる、光検知部１１ｂでの出力値の違いを説明する図であり、発光タイミングの違いによる光検知部１１ｂでの出力値の違いを示している。図１４は、副走査方向の検知における、発光タイミングの違いによる、光検知部１１ｂでの出力値の違いを説明する図であり、発光タイミングの違いによる光検知部１１ｂでの出力値の違いを示している。図１５は、初期間隔記録工程のフローチャートであり、組立て調整直後の合焦状態における光検知部１１ｂ上の信号の間隔を測定及び記録する工程である。
【００９３】
図１０において、Ｓ１４はＳＴＡＲＴであり、ＡＦ検知部１１Ａの組立て及び調整の開始を意味するステップである。Ｓ１５はＡＦ検知部組立工程であり、ＡＦ検知部を組立て及び調整するステップである。Ｓ１６はＡＦ発光タイミング調整工程であり、ＡＦ検知部１１Ａで発光するように、書き出し位置検出手段８Ａからのタイミングを調整するステップである。Ｓ１７は初期間隔記録工程であり、組立て調整直後の合焦状態における、光検知部１１ｂ上の信号の間隔を測定及び記録するステップである。
【００９４】
Ｓ１８は副敏感度記録工程であり、ＡＦ検知部１１Ａにおける光検知部１１ｂ上の信号の副走査方向の間隔変化に対する敏感度を測定及び記録するステップである。Ｓ１９は主敏感度記録工程であり、ＡＦ検知部１１Ａにおける光検知部１１ｂ上の信号の主走査方向の間隔変化に対する敏感度を測定及び記録するステップである。Ｓ２０はＥＮＤであり、ＡＦ検知部１１Ａの組立て及び調整の終了を意味するステップである。図１１において、Ｓ２１はＳＴＡＲＴであり、ＡＦ発光タイミング調整工程の開始を意味するステップである。Ｓ２２は最初の発光タイミングとして設計値のタイミングを用いて光源１を発光させるステップである
Ｓ２３はＳ２２のタイミングで発光した時に、光検知部１１ｂに出力値があるかを確認するステップであり、出力が無ければＳ２４に進み、出力があればＳ２６に進む。Ｓ２４はあらかじめ決めた時間だけタイミングを変更して光源１を発光させるステップである。Ｓ２５はＳ２４のタイミングで発光した時に、光検知部１１ｂに出力値があるかを確認するステップであり、出力が無ければＳ２４に進み、出力があればＳ２６に進む。Ｓ２６は所定時間発光のタイミングを戻すステップであり、その目的は後述するように最適タイミングを探索するためにあらかじめ最適値からずらす事である。その為、所定時間発光のタイミングを進めてもよい。
【００９５】
Ｓ２７はあらかじめ決めた時間だけタイミングを変更して光源１を発光させるステップであり、主走査の発光タイミングの調整時にはＳ２８に進み、副走査の発光タイミングの調整時にはＳ２９に進む。Ｓ２８は主走査方向の調整時に光検知部１１ｂにおける２つの信号の出力を比較するステップで、光検知部１１ｂにおける２つの信号のピーク出力比が０．８未満１．２以上ならＳ２７に進み、０．８以上１．２未満ならＳ３０に進む。
【００９６】
Ｓ２９は副走査方向の調整時に光検知部１１ｂにおける出力が最大かどうかを判定するステップで、光検知部１１ｂにおける出力が最大でない時はＳ２７に進み、最大の時はＳ３０に進む。Ｓ３０はＳ２８の条件が成り立つ発光タイミングの時間を記録するステップである。Ｓ３１はＥＮＤであり、ＡＦ発光タイミング調整工程の終了を意味するステップである。
【００９７】
（ＡＦセンサの出力比較）
図１３において、（ａ１）（ｂ１）（ｃ１）は、発光タイミングの違いによる光学素子１１ａと光束１１との位置関係を説明する図であり、（ａ２）（ｂ２）（ｃ２）は、その時の光検知部１１ｂ上の出力値を説明する図である。（ａ１）は設計上の発光タイミングより数μ秒早い発光タイミングで発光した状態であり、（ｂ１）は設計上の発光タイミングで発光した状態であり、（ｃ１）は設計上の発光タイミングより数μ秒遅い発光タイミングで発光した状態である。（ａ２）は（ａ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼よりも発光タイミングが早いので、Ｂの信号の方がＡの信号よりもピーク出力は大きくなる。
【００９８】
（ｂ２）は（ｂ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼の発光タイミングなので、ＡとＢの信号のピーク出力は揃い、この状態が理想的な場合である。（ｃ２）は（ｃ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼よりも発光タイミングが遅いので、Ａの信号の方がＢの信号よりもピーク出力は大きくなる。
【００９９】
図１４において、（ａ１）（ｂ１）（ｃ１）は、発光タイミングの違いによる光学素子１１ａと光束１１との位置関係を説明する図であり、（ａ２）（ｂ２）（ｃ２）は、その時の光検知部１１ｂ上の出力値を説明する図である。理想的な発光タイミングは（ｂ２）のように、ＡとＢの出力が最大になる時である。（ａ１）は設計上の発光タイミングより数μ秒早く発光タイミングで発光した状態であり、（ｂ１）は設計上の発光タイミングで発光した状態であり、（ｃ１）は設計上の発光タイミングより数μ秒遅く発光タイミングで発光した状態である。
【０１００】
（ａ２）は（ａ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼よりも発光タイミングが早いので、光検知部１１ｂにおける出力は称呼の状態より低くなる。（ｂ２）は（ｂ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼の発光タイミングなので、光検知部１１ｂにおける出力は最も大きくなる、この状態が理想的な場合である。（ｃ２）は（ｃ１）の時の光検知部１１ｂにおける出力値であり、称呼よりも発光タイミングが遅いので、光検知部１１ｂにおける出力は称呼の状態より低くなる。
【０１０１】
図１５において、Ｓ３２はＳＴＡＲＴであり、初期間隔記録工程の開始を意味するステップである。Ｓ３３は上記のＡＦ発光タイミング調整工程のＳ３０で記録した発光タイミングで焦点検出するステップである。Ｓ３４は光検知部１１ｂ上における２つの信号ＡとＢの間隔を求めるステップであり、その間隔は図３における間隔３２に相当する。Ｓ３６はＥＮＤであり、初期間隔記録工程の開始を意味するステップである。
【０１０２】
（変形例１）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、光偏向器５はポリゴンミラーに限定されず、ミラー揺動手段を用いても良い。また、結像光学素子１１ａは片平の凸レンズを用いているが、目的は光検知部１１ｂに集光することなので、その形状はこれに限定されず、両凸レンズ、メニスカスレンズ等も同等の効果が得られる。そして、球面収差等の補正のために非球面アナモフィックレンズを採用しても同等の効果が得られる。
【０１０３】
また、アナモフィックレンズは、レンズ面に回折光学素子を貼り付ける等することにより回折作用を備えたものでもよい。
【０１０４】
（変形例２）
また、第２の光学系の一部が屈折のパワーを持たない時など、昇温等による焦点変動の影響を見る必要が無い時は、第１の光学系のみ通過した光束を用いてＡＦ検知を行っても良い。
【０１０５】
（変形例３）
また、演算装置２０の相関演算の方法は他にも画素毎に差分をとる方法やその他周知の相関演算を行ってもよい。さらに、演算装置２０における演算方法は間隔を算出できるものであれば、相関演算に限定されない。
【０１０６】
（変形例４）
また、第１の光学系で焦点補正用の光学素子として２枚のシリンドリカルレンズを用いても良い。即ち、主走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズを主走査方向の焦点調整用に用い、かつ副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズを副走査方向の焦点調整用に用いるようにしても良い。
【０１０７】
（変形例５）
また、焦点補正用の光学素子の変位方向に関し、光軸方向には限定されず、主走査方向や副走査方向に変位させても良く、お辞儀をするような動きや首振りを行う動きを組み合わせても良い。
【０１０８】
（変形例６）
また、上述したＡＦ検知部の調整フローは、初期調整のみならず、本体上において調整できるようにしても良い。本体上において調整することで、環境変動やその他の要因で、発光タイミングがずれた場合も容易に調整することが可能となる。その結果、より安定した高精度なＡＦ検知が可能となる。
【０１０９】
（変形例７）
また、ＡＦ検知部は、画像形成領域の開始側の画像形成領域外に配置しているが、画像形成領域の終了側の画像形成領域外に配置しても本発明と同等の効果が得られる。
【０１１０】
（変形例８）
また、本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置においてより効果を発揮する。
【符号の説明】
【０１１１】
４Ａ・・第１の光学系、５・・偏向手段、７Ａ・・第２の光学系、８Ａ・・書き出し位置検出手段、１０・・被走査面、１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４・・結像光学素子、１１ｂ１、１１ｂ２・・光検知手段、１１Ａ・・第３の光学系、２０・・発光制御装置、３０・・演算装置、４０・・駆動装置、５０・・タイミング制御手段
【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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【図１６】
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【図１７】
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