(57)【要約】      （修正有）【課題】偏心や形状の乱れ等の製造誤差のために、集光素子としての光学素子が光軸に対して回転非対称な表面形状を有していても、簡単な調整で各光束のスポット特性を揃え、光学素子の歩留まりを向上させる光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置は、複数の発光点を含む光源と、光源から出射した光束を偏向する偏向器と、光源からの光束を偏向器に導光する入射光学系と、偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を備え、入射光学系は、光軸に対して回転非対称な表面形状を有し光源からの光束の収束度を変換する光学素子２を含み、光学素子２は、光源からの光束の集光位置を調整可能に配置されていることを特徴とする。【選択図】図４
2016009068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を含む光源と、該光源から出射した光束を偏向する偏向器と、前記光源からの光束を前記偏向器に導光する入射光学系と、前記偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を備える光走査装置であって、
前記入射光学系は、光軸に対して回転非対称な表面形状を有し前記光源からの光束の収束度を変換する光学素子を含み、
前記光学素子は、前記光源からの光束の集光位置を調整可能に配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光学素子は、光軸周りの回転位置を調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記複数の発光点からの光束の夫々の光軸方向における集光位置が所定の範囲内となるように、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記複数の発光点は、副走査方向において互いに離間し、かつ前記光学素子の光軸に対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記入射光学系は、前記光学素子を通過した光束の主走査方向の光束幅を制限するスリット部材をさらに備え、
前記複数の発光点は、前記光学素子の光軸に垂直な第１の方向に配列されており、
前記光学素子の光学面上での前記第１の方向に垂直な第２の方向の光束径をＤS、前記光学素子の光学面上での前記第１の方向の光束径をＤP、前記光軸から最も離間した発光点までの距離をｄL、前記光源から前記光学素子までの距離をｆ、前記光学素子から前記スリット部材までの距離をＬ、前記光学素子の外径をＤ102、とするとき、
【数１】
2016009068.tif 000007
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって前記被走査面に配置された感光体の感光面上に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
外部機器から出力されたデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の発光点を含む光源と、該光源から出射した光束を偏向する偏向器と、前記光源からの光束を前記偏向器に導光する入射光学系と、前記偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を備える光走査装置の製造方法であって、
前記入射光学系は、光軸に対して回転非対称な表面形状を有し前記光源からの光束の収束度を変換する光学素子を含み、
前記光学素子の位置を変更することにより前記光源からの光束の集光位置を調整する工程を有することを特徴とする光走査装置の製造方法。
【請求項９】
前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を有することを特徴とする請求項８に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子の光軸外の任意の位置にマーキングを施して、前記光学素子の集光性能を評価し、前記集光性能の不均一性が所定量以下となる光軸に垂直な方向に対するマーキング位置の角度を求め、前記マーキング位置の角度に基づいて、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光学素子の光軸外の任意の位置にマーキングを施して、前記光学素子の集光性能を評価し、前記集光性能の不均一性が所定量を超える光軸に垂直な方向に対するマーキング位置の角度を求め、前記マーキング位置の角度を避けるように、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１２】
前記光学素子の集光性能を評価して、前記集光性能の不均一性が所定量以下となる光軸に垂直な方向を求め、該方向を識別するためのマーキングを施し、前記施されたマーキングに基づいて、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１３】
前記光学素子の集光性能を評価して、前記集光性能の不均一性が所定量を超える光軸に垂直な方向を求め、該方向を識別するためのマーキングを施し、前記施されたマーキングを避けるように、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１４】
前記光学素子の集光性能の評価は、前記光学素子の形状を測定し、測定された形状から集光性能を算出することにより行われることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１５】
前記光学素子の集光性能の評価は、前記光学素子を通過した光束が集光する位置を測定することにより行われることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１６】
前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程は、前記入射光学系による前記複数の発光点からの光束それぞれの集光特性を評価し、前記評価された集光特性の不均一性が所定量以下となるように、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を含むことを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１７】
前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程は、前記入射光学系による前記複数の発光点からの光束それぞれの集光特性を評価し、前記評価された集光特性の不均一性が最も小さくなるように、前記光学素子の光軸周りの回転位置を調整して固定する工程を含むことを特徴とする、請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関し、特に、レーザービームプリンタ、デジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチビーム光走査装置において、光源から射出された各光束を偏向器に集光する集光素子に偏心や形状の乱れ等があると、各光束間でピント差が生じ、高画質化に不利となる。
そこで、高速化のみならず、高画質化の要求を達成するために、各光束間でのピント差の発生を極力抑えたマルチビーム光走査装置が求められている。
従来は、各光束のスポット特性を揃えるために、集光素子の面精度及び面位置精度を規定して対応していた。
一方で、特許文献１は、各光束のスポット特性を揃えるために、発光源の配列方向に対する集光素子の傾きを調整している、マルチビーム光走査装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７９２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光源の発光部の数が多くなると、画角が広くなり、それに伴って集光素子の加工難度が上がり、歩留まりが悪くなるという課題が生じる。
本発明は、偏心や形状の乱れ等の製造誤差のために、集光素子（光学素子）が光軸に対して回転非対称な表面形状を有していても、簡単な調整で各光束のスポット特性を揃え、集光素子の歩留まりを向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光走査装置は、複数の発光点を含む光源と、光源から出射した光束を偏向する偏向器と、光源からの光束を偏向器に導光する入射光学系と、偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を備え、入射光学系は、光軸に対して回転非対称な表面形状を有し光源からの光束の収束度を変換する光学素子を含み、光学素子は、光源からの光束の集光位置を調整可能に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光走査装置によれば、偏心や形状の乱れ等の製造誤差のために、集光素子が光軸に対して回転非対称な表面形状を有していても、簡単な調整で各光束のスポット特性を揃え、集光素子の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図２】（ａ）は、集光素子の光軸方向に垂直な断面図、（ｂ）は、光源から偏向器の偏向面までの光学系のＰ（θ）断面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、光源ユニットの模式的斜視図及び断面図。
【図４】集光素子の光軸方向に垂直な断面図。
【図５】集光素子の集光性能をＰ（θ）断面において模式的に示した図。
【図６】角度θ1、θ2及びθMの関係を示した図。
【図７】実際に作製された集光素子の例を示した図。
【図８】集光素子の各評価断面における形状誤差を示した図。
【図９】全光束通過領域が各評価断面に平行になったときの、各通過領域を通過した各光束のピント位置を示した図。
【図１０】集光素子の光軸方向に垂直な断面図。
【図１１】集光素子の光軸方向に垂直な断面図。
【図１２】集光素子を光源ユニットのホルダに組み付ける方法を示すフローチャート。
【図１３】本発明に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置の要部概略図。
【図１４】（ａ）は、従来のシングルビーム光走査装置における集光素子の光軸方向に垂直な断面図。（ｂ）は、従来のマルチビーム光走査装置における集光素子の光軸方向に垂直な断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【０００９】
なお、以下の説明において、主走査方向は、偏向器の回転軸又は揺動軸及び光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向は、偏向器の回転軸又は揺動軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、光学系の光軸及び副走査方向を含む断面に対応する。従って、主走査方向及び副走査断面は、光学系によって変わることに注意されたい。
【００１０】
従来のシングルビーム光走査装置では、図１４（ａ）に示されるような、径の小さな集光素子２が用いられており、光源の発光点から出射した光束の集光素子２上の通過領域１０８以外の領域、すなわち集光素子における不使用領域は小さい。
一方で、マルチビーム光走査装置では、画角が広くなり、図１４（ｂ）に示されるような、径が大きい集光素子２が用いられている。そして、光源の複数の発光点から出射した光束の集光素子２上の通過領域１０８ａ〜１０８ｄ（１０５）以外の領域（集光素子における不使用領域）は大きくなる。
すなわち、光源の発光部の数が多くなるにつれて、画角が広くなっていき、それに伴って集光素子の径も大きくなっていく。また、集光素子において、偏心や形状の乱れ等による回転非対称な領域を使用する傾向も高まる。特に、図４に示すように、実使用領域であるビーム通過領域のアスペクト比が大きくなり、すなわち、集光素子における不使用領域が相対的に増していくことになる。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置１００の主走査断面図を示している。
【００１２】
光走査装置１００は、光源１、集光素子（光学素子）２、シリンダーレンズ３、光束分離素子４、偏向器（ポリゴンミラー）５を備えている。また、光走査装置１００は、第１結像レンズ６ａ、第２結像レンズ６ｂ、カバーガラス７、集光レンズ９、光量検知手段（ＡＰＣセンサー）１０を備えている。さらに、光走査装置１００は、反射ミラー１１、集光レンズ１２、同期検知手段（ＢＤセンサー）１３を備えている。なお本実施形態では、第１結像レンズ６ａ及び第２結像レンズ６ｂは、プラスチック製である。
【００１３】
光源１は、単一のチップ上に複数の発光点を有する面発光型のマルチビームレーザー光源（ＶＣＳＥＬ：面発光レーザー）である。光源１から射出される光束の波長λは６５０ｎｍであるが、必ずしもこれに限られることはなく、波長λ＝８５０ｎｍの赤外レーザーやλ＝４３０ｎｍのブルーレーザーであっても構わない。
集光素子（レンズ）２は、光源１から出射した発散光束の収束度を大きくし、略平行光束に変換する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。また、後述するように、集光素子２は、光源１からの光束の集光位置を調整可能に配置される。
シリンダーレンズ３は、集光素子２によって変換され、不図示の絞りによって所定の光束幅とされた略平行光束を、副走査方向において偏向器５の偏向反射面（偏向面）５ａ上又は近傍に集光する。
従って、光束は、偏向面上又は近傍において、主走査方向に延びる線像を形成している。
なお、不図示の絞りは、楕円形状、矩形形状、長円形状などの開口を有しており、使用される光源１の波長や要求されるビームスポットの大きさや形状に応じて設計すればよい。
【００１４】
不図示の絞りは、光源１と集光素子２の間、集光素子２とシリンダーレンズ３の間、又はシリンダーレンズ３と光束分離素子４の間に設けると良い。その理由は、ＡＰＣセンサー１０へ向かう光束とポリゴンミラー５へ向かう光束の光束幅を同じにすることができるからである。また、絞りを複数の部材、例えば副走査方向に淵が伸びて主走査方向の光束幅を制限するスリット部材と、主走査方向に淵が伸びて副走査方向の光束幅を制限するスリット部材の２つのスリット部材に分割してもよい。
【００１５】
光源１の発光点の数が多い場合には、主走査方向の光束を制限するスリット部材を偏向器５の近傍に設けた方が、ジッターを低減することができる。また同様に、光源１の発光点の数が多い場合には、副走査方向の光束を制限するスリット部材を結像レンズ６ａ及び６ｂと共役な位置（おおむね光源１と集光素子２の間）に設けた方が、複数の光束による印字間隔の均一性が向上する。
このような技術的な観点を考慮した上で、複数の部材に分割した絞りを採用してもよい。
【００１６】
次に、本実施形態において、主走査方向の光束を制限するスリット部材を配置する好ましい位置について説明する。
【００１７】
図２（ａ）は、集光素子２の光軸方向Ｘに垂直な断面図を示している。
【００１８】
光源１の複数の発光点は、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚに互いに離間しており、主走査方向Ｙに対してθだけ傾いた方向、すなわちＰ（θ）軸に沿って配列されている。すなわち、集光素子２上での各光束の通過領域は、光源１の複数の発光点の配列の傾きに対応しており、すなわちＰ（θ）軸に沿った領域に相当している。換言すると、入射光学系を経た複数の発光点からの複数の光束の集光素子への入射位置は、光軸と垂直な方向に並び且つ光軸に対称に配置される。
ここで、Ｄ102は、集光素子２の直径（外径）、１０８ａは、光源１の複数の発光点のうち光軸から最も離れた発光点１０１ａから射出された光束の通過領域を示している。また、ＤPは集光素子２の光学面上でのＰ（θ）方向の光束径、ＤSは集光素子２の光学面上でのＰ（θ）に垂直な方向の光束径を示している。
【００１９】
図２（ｂ）は、光源１から偏向器５の偏向面５ａまでの光学系のＰ（θ）断面図を示している。ここで、Ｐ（θ）断面とは、光学系の光軸とＰ（θ）軸を含む平面による断面のことをいう。
ここで、４０は、主走査方向の光束幅を制限するスリット部材、５ａは、偏光器５の偏向面であり、ｄLは発光点１０１ａの光軸からの距離、ｄBは、発光点１０１ａから射出された光束の中心の集光素子２上での光軸からの距離を示している。また、ｆは、光源１から集光素子２までの距離を示しており、焦点距離に等しい。さらに、Ｌは、集光素子２からスリット部材４０までの距離、ＬPは、集光素子２から偏向反射面５ａの距離を示している。
【００２０】
前述の通り、光源１の発光点の数が多い場合には、主走査方向の光束を制限するスリット部材は偏向器５の近傍に配置することが好ましいので、スリット部材４０は、集光素子２と偏向器５の間に配置される。
スリット部材４０が集光素子２から距離Ｌの位置に配置された場合、集光素子２上での光束位置ｄBは、以下の式（１）で表される。
【００２１】
【数１】
2016009068.tif 000003
【００２２】
このときの光束通過領域１０８ａが集光素子２の直径Ｄ102内にあるためには、スリット部材４０の位置は、以下の式（２）を満たす必要がある。
【００２３】
【数２】
2016009068.tif 000004
【００２４】
また、本発明の効果は、Ｐ（θ）方向の全光束通過領域を足し合わせた領域がＰ（θ）に垂直な方向の光束通過領域よりも広い場合に現れ、特に、その比が１．１以上になると製造誤差による結像性能への影響の回避が容易になる。
そのためのスリット部材４０の位置の条件は、以下の式（３）で表される。
【００２５】
【数３】
2016009068.tif 000005
【００２６】
従って、主走査方向の光束を制限するスリット部材４０は、以下の式（４）を満たすような集光素子２からの距離Ｌの位置に配置すればよい。
【００２７】
【数４】
2016009068.tif 000006
（ただし、Ｌ＜Ｌp）
【００２８】
複数の偏向面を備えた回転多面鏡である偏向器５は、不図示の駆動系により回転軸のまわりに回転駆動される。入射光学系（集光素子２、シリンダーレンズ３、不図示の絞り）によって偏向器５に導光された入射光束の主光線は、偏向面に対して垂直に入射している。そして、回転駆動する任意の偏向面で光束は偏向反射され、結像光学系に導かれる。
なお、本実施形態では、偏向器５として回転多面鏡を用いているが、これに限らず、ＭＥＭＳを用いても構わない。
【００２９】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系の作用について述べる。
【００３０】
本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系は、プラスチック製の第１結像レンズ６ａ及びプラスチック製の第２結像レンズ６ｂの２枚の結像レンズによって構成される。結像光学系は、偏向器５で偏向反射された光束を被走査面上に集光し、ビームスポットを形成すると共に被走査面８上を偏向走査する。プラスチック製の結像レンズは、金型に樹脂を充填させ冷却後に型から取り出す既知の成形技術によって製造される。これにより、ガラス製の従来の結像レンズより安価に製造することができる。
【００３１】
本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系は、既知のパワー配置により設計される。例えば、第１結像レンズ６ａは、主に主走査方向にパワーを有する非球面レンズとして設計される。すなわち、第１結像レンズ６ａのレンズ面形状は、既知の関数で表現される非球面形状である。第１結像レンズ６ａは、副走査断面内のパワーより主走査断面内のパワーの方が大きく、かつ、主走査断面が非円弧で偏向器５側に凹面を向けた凸メニスカスレンズである。また、第１結像レンズ６ａは、主走査断面内の形状は光軸に対して対称である。第１結像レンズ６ａは、副走査方向に対しては入射面と出射面が同じ曲率の略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）であっても良く、仕様に応じてパワーを持たせても構わない。
【００３２】
一方、第２結像レンズ６ｂは、主に副走査方向にパワーを有するアナモフィックレンズであり、レンズ面形状は、既知の関数で表現された非球面形状である。第２結像レンズ６ｂは、主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、かつ、主走査断面の入射面が円弧形状であり、他の面は非円弧形状である。
【００３３】
第２結像レンズ６ｂの主走査断面内の形状は光軸に対して対称であり、軸上近傍の主走査方向は略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）である。一方、第２結像レンズ６ｂの副走査断面内の形状は、入射面の曲率が極めて緩い略平面、出射面が軸上像高から軸外像高にかけて曲率が徐々に変化する凸形状であり、光軸に対して対称形状をしている。第２結像レンズ６ｂは、入射する光束に対して、主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差に関して補正を行っている。
結像光学系による副走査方向の結像関係は、偏向面５ａと被走査面８が略共役関係となる所謂面倒れ補正系となっている。
【００３４】
カバーガラス７は、副走査断面内で通過する光束に対し角度を持つように傾けられている。これはカバーガラス７による表面反射光が、光源１に回帰しないようにするためである。表面反射光が光源１に回帰してしまうと、光源１のレーザー発振が不安定になり光量が変動することがある。
【００３５】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００のＦ−ＡＰＣ（Ｆｒｏｎｔ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）光学系について説明する。
【００３６】
光走査装置では、レーザー光源の発光量を所定量に制御することが必要になるため、レーザー光源から射出される光束の一部を光量検出センサー（ＡＰＣセンサー）によってモニターし、レーザー光源の駆動電流を制御する、いわゆるＡＰＣが行われる。面発光レーザー光源では、後方出射光が生じないため、被走査面に向かう光束の一部を分離してＡＰＣセンサーに入射させる、Ｆ−ＡＰＣを行う必要がある。
【００３７】
なお、ＡＰＣは、被走査面の有効印字動作以外の時間に行うことが望ましい。また、ＡＰＣは、同期検知よりも先行して行なわれることが望ましい。従って、被走査面の有効印字動作以外の時間で、最初にＡＰＣを行い、次に同期検知を行ない、続いて被走査面の有効印字領域において画像データに基づく印字動作を行う。
【００３８】
図１に示されているように、本実施形態に係る光走査装置１００では、光源１から複数の光束が射出される。光束分離素子４は、光源１から入射する複数の光束それぞれを、所定の光量比率で反射光と透過光に分離する。反射された複数の光束は、集光レンズ９によりＡＰＣセンサー１０上に集光される。ＡＰＣセンサー１０の受光エリアは、複数の光束をすべて受光するのに十分な大きさを有しており、複数の光束を同時点灯したときの全光束トータルの光量、もしくは複数の光束をそれぞれ個別点灯した時の個別の光量を検知することができる。
【００３９】
集光レンズ９は、各光束をＡＰＣセンサー１０の受光エリアの１点に集光する必要はなく、受光エリア内にすべての光束が入るのであれば、若干ぼかして集光させても構わない。ＡＰＣセンサー１０の受光信号は、光源１の発光光量を制御する不図示の制御手段へ伝達され、光源１の各発光点の発光光量が制御される。発光光量の制御は、ＡＰＣセンサー１０の受光信号及びプリンタコントローラからの印字情報を基に行われ、光源１の各発光点の発光駆動が行われる。
【００４０】
本実施形態に係る光走査装置１００では、被走査面８の有効画像域以外の像高の光束を、同期検知光束としてＢＤセンサー１３に導き、印字書き出しのタイミングを制御している。同期検知光学系は、既知の構成により達成でき、光走査装置１００では、反射ミラー１１、集光レンズ１２、ＢＤセンサー１３により構成される。
【００４１】
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１００が備える光源ユニット２００の模式的斜視図及び断面図を示している。
【００４２】
光源ユニット２００は、光源１を保持したホルダ２０１に集光素子２を取り付けて構成されている。
集光素子２は、光源１から射出される光束の集束状態、主走査方向及び副走査方向のビーム位置ずれを観察しながら、光軸方向とそれに直交する平面内の位置をそれぞれ調整してホルダ２０１に組み付けられる。
【００４３】
図４は、集光素子２の光軸方向Ｘに垂直な断面図を示している。
【００４４】
前述したように、光源１の複数の発光点は、主走査方向Ｙに対してθだけ傾いた方向、すなわちＰ（θ）軸に沿って配列されている。ここで、１０８ａ〜１０８ｈは、光源１の各発光点から射出された各光束の集光素子２上の通過位置、１０５は、全光束の集光素子２上の通過領域を示している。換言すると、全光束通過領域１０５の短手方向の中心に作った軸がＰ（θ）軸に対応する。
【００４５】
図５（ａ）及び（ｂ）は、集光素子２の集光性能をＰ（θ）断面において模式的に示した図である。
【００４６】
集光素子２が設計通りに製造された場合、図５（ａ）に示されるように、例えば集光素子２を通過した３つの光束は任意の像面Ｇ上に集光する、すなわち集光位置１ａ乃至１ｃは光軸方向において一致する。しかしながら、実際の製造過程においては、偏心や形状の乱れ等の製造誤差が発生することが多く、その場合、図５（ｂ）に示されるように、光束が通過する集光素子２上の位置によって、集光位置が変わる。具体的には、光束が集光する光軸方向の位置が１ａ′のように集光素子２に近い側であったり、１ｃ′のように集光素子２から遠い側であったりといったように、集光性能の不均一性が発生してしまう。
【００４７】
そこで、集光素子２を通過した各光束の集光位置が最も揃うように（集光特性がなるべく均一になるように）、図１２（ａ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（位置決めする）。
まず、集光素子２には、予め集光素子２の回転方向が識別できるように、例えばコバ部のような光線有効領域以外の場所（光軸外の位置）にマーキング等を施す（Ｓ２）。
次に、集光素子２単体で製造誤差による各光束の通過位置における集光性能への影響を評価する（Ｓ３）。評価は、集光素子２の形状等から集光性能を算出する方法の他、実際に集光素子２を通過した各光束が集光する位置を測定する方法であってもよい。
【００４８】
続いて、各光束の通過位置における集光性能の不均一性が所定量以下に収まる方向に対応してマーキング等の向く角度（マーキング位置の角度）θ2を求める。そして、角度θ2に通過領域１０５の長手方向の傾きθ1を足し合わせ、主走査方向に対してマーキング等の向く角度θM（＝θ1＋θ2）を指示する（Ｓ４）。
図６は、角度θ1、θ2及びθMの関係を示している。なお、図６において、１１０は、集光素子２に施されたマーキングを示している。
最後に、指示された方向にマーキング等が向くように、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（固定する）（Ｓ５）。
このようにして、集光素子２の位置を変更する、すなわち集光素子２の光軸周りの回転位置を調整して固定することにより、光源１からの光束の集光位置を調整することができる。
【００４９】
次に、本発明の具体的な実施例について述べる。
【００５０】
図７は、実際に作製された集光素子２２の表面形状の例を示している。
【００５１】
図７に示されているように、実際に作製された集光素子２２は、偏心や形状の乱れ等の製造誤差のために、光軸に対して回転非対称な面形状を有している。
そして、集光素子２２には、予めコバ部にマーキングを施して、回転方向が識別できるようにしておく。
次に、集光素子２２上に４方向（０ｄｅｇ、４５ｄｅｇ、９０ｄｅｇ、１３５ｄｅｇ）の評価断面を設定する。なお、ここでは、施したマーキングの位置は評価断面０ｄｅｇに含まれるものとしている。
【００５２】
図８は、集光素子２２の各評価断面における形状誤差を示している。図８において、横軸は、集光素子２２の径方向の位置、縦軸は、設計形状からの誤差であり、それぞれ１で正規化している。
この形状誤差が集光素子２２を通過する各光束の集光性能へ与える影響を、各光束の集光素子２２上の通過領域１０８ａ乃至１０８ｈ毎に解析して、ピント位置として表す。
【００５３】
図９は、全光束通過領域１０５が各評価断面に平行になったときの、各通過領域１０８ａ乃至１０８ｈを通過した各光束のピント位置を示している。なお、ピント位置は、１で正規化している。
すなわち、図９は、全光束通過領域１０５が集光素子２２上で向く方向によって集光性能が変わる様子を示している。
また、図９中の横軸方向に引かれた２つの直線は、ピント位置の許容可能ずれ量を表しており、すなわち、上下２本の直線の間に通過領域１０８ａ乃至１０８ｈを通過した各光束のピント位置が入ることが要求される。
【００５４】
集光素子２２が光源ユニット２００のホルダ２０１に任意の方向に組み付けられた場合、全光束通過領域１０５がどの評価断面と平行になるかわからない。
例えば、図１０に示すように、全光束通過領域１０５の方向Ｐ（θ）が評価断面０ｄｅｇと平行になるように、集光素子２２が光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付けられると、図９に示されるように、通過領域１０８ａ、１０８ｂ及び１０８ｄ乃至１０８ｈを通過した各光束のピント位置が要求される範囲に収まらない。
一方で、図１１に示すように、全光束通過領域１０５の方向Ｐ（θ）が評価断面１３５ｄｅｇ方向と平行になるように、集光素子２２が光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付けられると、図９に示されるように、全ての通過領域１０８ａ乃至１０８ｈを通過した全光束のピント位置が要求される範囲に収まるようになる。
【００５５】
このように、実際に作製された集光素子の表面形状に対して、集光素子上の全光束通過領域が各評価断面に平行になったときの、各通過領域を通過した各光束のピント位置を求める。そして、全ての通過領域を通過した全光束のピント位置が要求される範囲（所定の範囲）に収まるように、集光素子を光源ユニットのホルダに組み付ける。すなわち、入射光学系を経た複数の発光点からの光束の光軸方向における集光位置が、所定の範囲内となるように、集光素子の光軸を中心とする回転位置が調整されて配置される。
【００５６】
これにより、集光素子上の光束通過領域が回転非対称で、かつ、製造誤差による集光性能に与える影響が回転非対称な形で発生した場合、集光素子を光軸周りに回転させることによって、集光素子上における集光性能の不均一性が発生している領域を避けて各光束を通過させることができる。その結果、偏心や形状の乱れ等の製造誤差が発生している集光素子を備える光走査装置においても所望の性能を得ることができ、集光素子の歩留まりを向上させることができる。
【００５７】
上記では、集光素子２を通過した各光束の集光位置が最も揃うように、図１２（ａ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付けた。しかしながら、別のフローチャートに基づいて集光素子を組み付ける方法も考えることができる。
【００５８】
例えば、図１２（ｂ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける方法が考えられる。
まず、集光素子２には、予め集光素子２の回転方向が識別できるように、例えばコバ部のような光線有効領域以外の場所にマーキング等を施す（Ｓ８）。
次に、集光素子２単体で製造誤差による各光束の通過位置における集光性能への影響を評価する（Ｓ９）。評価は、集光素子２の形状等から集光性能を算出する方法の他、実際に集光素子２を通過した各光束が集光する位置を測定する方法であってもよい。
続いて、各光束の通過位置における集光性能の不均一性が所定量を超える方向がある場合に、ホルダ２０１に対してマーキング等が向くことを禁止する方向を指示する（Ｓ１０）。
最後に、指示された方向にマーキング等が向くことを避けるように、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（Ｓ１１）。
なお、組み付け禁止方向の指示は１つ又は複数の特定の方向を指定する他、１つまたは複数の角度範囲を指定するものであってもよい。
【００５９】
また、図１２（ｃ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける方法が考えられる。
まず、集光素子２単体で製造誤差による各光束の通過位置における集光性能への影響を評価する（Ｓ１４）。評価は、集光素子２の形状等から集光性能を算出する方法の他、実際に集光素子２を通過した各光束が集光する位置を測定する方法であってもよい。
次に、各光束の通過位置における集光性能の不均一性が所定量以下に収まる集光素子２の回転方向が識別できるように、集光素子２の例えばコバ部のような光線有効領域以外の場所にマーキング等を施す（Ｓ１５）。
すなわち、各光束の通過位置における集光性能の不均一性が所定量以下に収まる方向と一致するようにマーキング等を施すため、θ2＝０となり、θM＝θ1の関係を満たすようになる。
最後に、集光素子２に施されたマーキング等が、ホルダ２０１の所定の方向を向くように、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（Ｓ１６）。
【００６０】
また、図１２（ｄ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける方法が考えられる。
まず、集光素子２単体で製造誤差による各光束の通過位置における集光性能への影響を評価する（Ｓ１９）。評価は、集光素子２の形状等から集光性能を算出する方法の他、実際に集光素子２を通過した各光束が集光する位置を測定する方法であってもよい。
次に、各光束の通過位置における集光性能の不均一性が所定量を超える方向がある場合に、ホルダ２０１に対してマーキング等が向くことを禁止する、集光素子２の回転方向が識別できるように、集光素子２の例えばコバ部のような光線有効領域以外の場所にマーキング等を施す（Ｓ２０）。
最後に、集光素子２に施されたマーキング等が、ホルダ２０１の所定の方向に向くことを避けるように、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（Ｓ２１）。
なお、組み付け禁止方向の指示は１つ又は複数の特定の方向を指定する他、１つまたは複数の角度範囲を指定するものであってもよい。
【００６１】
また、図１２（ｅ）に示されているフローチャートに基づいて、集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける方法が考えられる。
まず、任意の方向に集光素子２を光源ユニット２００のホルダ２０１に組み付ける（Ｓ２４）。
次に、各光束の集光状態を評価する（Ｓ２５）。もし、集光状態の不均一性が所定量を超える場合には（Ｓ２５のＮｏ）、集光素子２を光軸周りに回転させる（Ｓ２６）。そして、回転後に、再度各光束の集光状態を評価する（Ｓ２５）。そして、集光状態の不均一性が所定量以下に収まるまで回転と評価を繰り返す。
そして、集光状態の不均一性が所定量以下になったとき（Ｓ２５のＹｅｓ）、集光素子２の組み付けを終了とする（Ｓ２７）。
なお、集光素子２の全方向を評価して、最も集光状態の不均一性が小さくなる方向を探索しても良い。また、集光素子２の光軸周りの回転は、集光性能を観察しながら連続的に行ってもよく、一方で毎回ホルダ２０１から取り外して、回転させ、再度組み付けて評価することを繰り返すように離散的に行ってもよい。
【００６２】
図１３は、本発明に係る光走査装置１００が搭載されたカラー画像形成装置６０の要部概略図である。本発明に係るカラー画像形成装置は、複数の光走査装置を並べ、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。
【００６３】
カラー画像形成装置６０は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置６１、６２、６３、６４、像担持体としての感光ドラム（感光体）７１、７２、７３、７４を備えている。また、カラー画像形成装置６０は、現像器３１、３２、３３、３４、搬送ベルト５１、用紙カセット９０、及び定着器９１を備えている。
【００６４】
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から出力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）を入力する。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）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（画像信号）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置６１乃至６４に入力される。そして、光走査装置６１乃至６４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が出射し、これらの光ビームによって感光ドラム７１乃至７４の感光面が主走査方向に走査される。
【００６５】
感光ドラム７１乃至７４は、不図示のモータによって回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム７１乃至７４の感光面が光ビーム４１乃至４４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７１乃至７４の下方には、感光ドラム７１乃至７４の表面を一様に帯電せしめる不図示の帯電ローラが表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム７１乃至７４の表面に、光走査装置６１乃至６４から射出される光ビーム４１乃至４４が照射されるようになっている。
【００６６】
先に説明したように、光ビーム４１乃至４４は、画像データに基づいて変調されており、光ビーム４１乃至４４を照射することによって感光ドラム７１乃至７４の表面、すなわち感光面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、光ビーム４１乃至４４の照射位置よりもさらに感光ドラム７１乃至７４の回転方向の下流側で感光ドラム７１乃至７４に当接するように配設された現像器３１乃至３４によってトナー像として現像される。
【００６７】
現像器３１乃至３４によって現像されたトナー像は、感光ドラム７１乃至７４の下方で、感光ドラム７１乃至７４に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって、被転写材たる不図示の用紙上に順に転写される。用紙は感光ドラム７１乃至７４の前方（図１３において下側）の用紙カセット９０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９０の端部には、不図示の給紙ローラが配設されており、給紙ローラによって用紙カセット９０内の用紙が搬送ベルト５１へ送り込まれ、搬送ベルト５１が用紙を感光ドラム７１乃至７４まで搬送する。
【００６８】
以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム７１乃至７４の後方（図１３において左側）の定着器９１へ搬送される。定着器９１は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。そして、搬送されてきた用紙を定着ローラと加圧ローラの圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙上の未定着トナー像を定着せしめる。さらに定着器９１の後方には不図示の排紙ローラが配設されており、定着された用紙を画像形成装置６０の外部に排出する。
【００６９】
なお、プリンタコントローラ５３は、先に説明したデータの変換だけでなく、感光ドラム７１乃至７４を駆動するモータに加えて、画像形成装置６０内の各構成要素や、光走査装置６１乃至６４内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００７０】
また、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。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１  光源
２  集光素子（光学素子）
５  偏向器
６ａ  第１結像レンズ（結像光学系）
６ｂ  第２結像レンズ（結像光学系）
８  被走査面
１００  光走査装置
１０１ａ  発光点
【図１】
2016009068.tif 000008
【図２】
2016009068.tif 000009
【図３】
2016009068.tif 000010
【図４】
2016009068.tif 000011
【図５】
2016009068.tif 000012
【図６】
2016009068.tif 000013
【図８】
2016009068.tif 000014
【図９】
2016009068.tif 000015
【図１０】
2016009068.tif 000016
【図１１】
2016009068.tif 000017
【図１２】
2016009068.tif 000018
【図１３】
2016009068.tif 000019
【図１４】
2016009068.tif 000020
【図７】
2016009068.tif 000021