JP4574477B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関し、特に、光偏向器から生じる熱により光学素子が変形することを抑制することのできる光走査装置及び画像形成装置に関する。

近年、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置では、画像形成の方法・方式としていわゆる電子写真方式が用いられている。電子写真方式の画像形成装置では、光走査装置から感光体に光ビームを照射することで感光体上に静電潜像を形成し、これをトナー現像し、記録紙に転写することで画像を出力する。

特に、光走査装置では、光源からの光ビームを光偏向器に設けられたポリゴンミラーにより偏向走査し、偏向された光束をｆθレンズ等の走査結像光学素子を用いて被走査面である感光体に向けて集光させることで光スポットを形成し、該光スポットにより感光体を走査する。

このような画像形成装置において形成される画像の良否は、光走査の良否に影響される。この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ので、光走査装置の走査特性は形成画像の良否に大きな影響を与えるものといえる。

主走査方向の走査特性としては、例えば光走査の等速性が挙げられる。光偏向手段としてポリゴンミラー（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。なので、ｆθ特性を持つ走査結像光学系を用いることで、光走査の等速性の実現を図っている。

しかし、走査結像光学系に要請される他の性能との関係もあって、完全な（理想的な）fθ特性を実現することは容易でない。そのため、実際の光走査においては、光走査が完全に等速的に行われることはなく、理想の等速走査からズレた光走査がなされている。

また、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挙げられる。走査線とは、被走査面である感光体上での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る。走査線曲がりとは、この走査線が副走査方向に湾曲してしまう現象である。また、走査線の傾きは、走査線が副走査方向に対して直交せずに傾いてしまう現象であり、走査線曲がりの一種である。

これらは、光走査装置の各光学素子やメカ部品の加工誤差や取り付け誤差に起因する。また、走査結像光学系として結像ミラーを用い、結像ミラーへの入射方向と反射方向との間で偏向光束の副走査方向に角度をもたせた場合には原理的に走査線曲がりの発生を避けられない。また、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合でも、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曲がりの発生が不可避である。

出力画像がいわゆるモノクロである画像形成装置の場合には、単一の光走査装置により書き込み処理がなされるので、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。だが、それでも、このような画像の歪みが少ないに越したことはない。

他方、マゼンタ・シアン・イエローの３色、あるいはこれに黒を加えた４色の画像をトナー画像（色成分画像）として各感光体上に形成し、これらの色成分画像を重ね合わせることにより合成的にカラー画像を形成するカラー対応の画像形成装置の場合には、各色成分毎で走査線位置のばらつきや走査線の曲がり具合、傾きが異なると、形成されたカラー画像に色ずれが発生し出力画像の劣化、異常化が生じてしまう。

このような形成画像に悪影響を与える走査線曲がりや走査線傾きを解決する技術として、長尺レンズの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させたりすることで走査線曲がり、走査線傾きを補正する光走査装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、カラー対応の画像形成装置のように各感光体上のトナー画像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成装置の場合、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時間や各色感光体間隔の差異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が生じる。このレジストずれは、形成画像の色ずれや色変わりなどの画像品質劣化の原因となるものである。同様に、光走査装置においても、感光体に形成する静電潜像の主走査倍率および書き込み位置を正確に合わせなければ、レジストずれが生じてしまう。

このレジストずれを解決する技術として、転写ベルト上に形成されたレジストずれ検出パターンを装置の立ち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、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き出し位置を補正する光走査装置が提案されている（例えば、特許文献２、３）。

また、特許文献４では、走査始端から走査終端に至る走査時間を検出することにより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わせる画像形成装置が提案されている。

ところで、近年では、走査特性の向上のために、非球面に代表される特殊な面を持つ走査結像光学系が利用されている。これらの走査結像光学系は、特殊な面を容易に形成でき、且つ低コストな樹脂材料を原材料として構成されている。

走査結像光学系として代表的なfθレンズ等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。走査結像レンズは、配設位置が光偏向手段であるポリゴンミラーから離れるほど主走査方向のレンズ長さを大きくする必要があり、そのため１００ミリ〜２５０ミリ以上の長さをもつ長尺レンズ形状となる。

樹脂材料で形成される結像光学系は、周囲温度や湿度の変化の影響により光学特性が変化しやすい。なので、このような長尺レンズ形状を持つ走査結像レンズ、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、反りを生じて副走査方向に弓なりな形状となってしまう。このような長尺レンズの反りは走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる。

なので、例えばカラー画像形成装置において数十枚のカラー画像を連続出力する場合、光偏向器のポリゴンミラーの駆動による熱が走査結像光学系に伝わることで走査結像光学系の光学特性が変化してしまうので、各光走査装置の書き込む走査線の湾曲具合や等速性が次第に変化し、走査線曲がり・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の色合いがまったく異なったものになってしまうことがある。
特開２００２−２５８１８９号公報 特開２００１−２５３１１３号公報 特開２００３−１５４７０３号公報 特開平９−５８０５３号公報

このレンズの反りはレンズ内部の温度分布が不均一になることにより生じるので、レンズ内部の温度分布発生が抑制されるような構成であれば、上記の問題の発生を抑制することができる。

しかし、上述の特許文献１〜４において提案されている技術は、レンズ内部の温度分布が不均一になることを抑制することを目的とはしていない。

本発明は、上記の点に鑑みて提案されたものであり、走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる走査結像光学系内部の不均一温度分布の発生を抑制することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、光ビームを出力する光源と、前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する結像光学系支持部と、が設けられており、前記結像光学系は樹脂製であり、前記結像光学系支持部から最も近い位置にある光偏向器支持部は複数あり、該複数の光偏向器支持部から前記結像光学系支持部までの各々の距離が略同一であることを特徴とする。

請求項１記載の発明により、光偏向器から生じた熱が結像光学系に対称に伝わるので、走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる走査結像光学系内部の不均一温度分布の発生を抑制することが可能となり、精度の良い画像形成を実現することができる。

請求項２記載の発明は、光ビームを出力する光源と、前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する複数の結像光学系支持部と、が設けられており、前記結像光学系は樹脂製であり、前記複数の結像光学系支持部のうちの第１の結像光学系支持部と、該第１の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第１の光偏向器支持部との距離は、前記複数の結像光学系支持部のうちの第２の結像光学系支持部と、該第２の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第２の光偏向器支持部との距離と略同一であることを特徴とする。

請求項２記載の発明によっても、請求項１と同様に、走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる走査結像光学系内部の不均一温度分布の発生を抑制することが可能となり、精度の良い画像形成を実現することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の光走査装置において、前記光偏向器は、前記光ビームが通過する開口窓と、前記開口窓に嵌め込まれた透明な光学部材を備えたカバー部材により、空間的に遮蔽されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明により、副走査方向の温度偏差を抑制することが可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の光走査装置において、前記透明な光学部材は、光束の入射面及び射出面が平面であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３または４に記載の光走査装置において、前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記光偏向器の前記ハウジングと接合する接合面を構成する材質の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。

請求項５記載の発明により、温度偏差の発生をさらに抑制することが可能となる。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記結像光学系を構成する材質の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。

請求項６記載の発明により、温度偏差の発生をさらに抑制することが可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記光源から出力される前記光ビームの波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とする。

請求項７記載の発明により、被走査面上におけるビームスポット径を小さくし、形成画像の高密度化を達成することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置において、前記光源は、被走査面を複数の光ビームが同時に走査するマルチビーム光源であることを特徴とする。

請求項８記載の発明により、マルチビーム光源でないものと比較して、画像形成の出力速度を上げる、あるいは、偏向器の回転速度を下げる事ができ、偏向器による消費電力を低減できる。また、発熱量も下げることができる。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置を有する画像形成装置である。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置であることを特徴とする。

請求項１０記載の発明により、色ずれが少なく、良好なカラー画像を形成できる画像形成装置を実現できる。

請求項１１記載の発明は、請求項９または１０に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ネットワーク通信機能を有することを特徴とする。

本発明により、光偏向器から生じた熱が結像光学系に対称に伝わるので、走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる走査結像光学系内部の不均一温度分布の発生を抑制することが可能となり、精度の良い画像形成を実現することができる。また、副次的な効果として、印刷ジョブ中の補正工程（レジストずれ検出パターン作成〜補正、再度検出パターン作成〜補正チェック）を行う回数を低減することが可能になり、生産性の向上やずれ補正工程でのトナー消費量の低減、消費電力の低減を図ることができる。

以下、本発明に係る光走査装置及び画像形成装置について、実施の形態に即して説明する。

＜光走査装置＞
まず、図１を参照して、光走査装置の構成について説明する。図１は、４つの感光体ドラムを走査する光走査装置１０の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の光走査装置１０は、４つの感光体ドラム１１Ｙ〜Ｋ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を２分し、単一の２層構造ポリゴンミラー１３の対向する側から各色毎の光ビームを入射して偏向走査することで、相反する方向にある感光体ドラム１１に静電潜像を形成する対向走査方式を採用している。

偏向走査の対象となる４つの感光体ドラム１１Ｙ〜Ｋは、転写ベルト１２（搬送ベルト）上に、転写体である記録紙の移動方向に沿って等間隔で配列される。この転写体に異なる色のトナー像を順次転写し、各色トナー像を重ね合わせることでカラー画像が形成される。

なお、本実施形態の光走査装置１０では、ポリゴンミラー１３の回転方向が反時計周りとなっている。このポリゴンミラー１３の回転方向は変わることはないので、その走査方向は対向する側で相反する方向となる（図中、矢印Ａ，Ｂ参照）。なので、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。

本実施形態の光走査装置１０は、ポリゴンミラー１３と、光源ユニット１４Ｙ〜Ｋと、シリンダレンズ１５と、入射ミラー１６と、非平行平板保持部１７と、ｆθレンズ１８と、アナモフィックレンズ１９と、折り返しミラー２０と、同期検知センサ２１と、終端検知センサ２２と、ＬＥＤ素子２３と、フォトセンサ２４と、集光レンズ２５と、から構成される。なお、これらの光走査装置１０を構成する各部品は、光学ハウジング１００（不図示）上に載置されている。

＜ポリゴンミラー＞
ポリゴンミラー１３は偏向走査を行う正多角柱から構成されるミラーであり、本実施形態では正六角柱形状のミラーを２枚重ねた２段重ね構造となっている。また、本実施形態では、偏向に用いないミラー中間部にポリゴンミラー１３の内接円より若干小径の溝を設け、風損を低減し得る形状としている。なお、上下ミラーの位相は同一であり、１層の厚さは約２ｍｍである。

なお、このポリゴンミラー１３は、後述する光偏向器（ポリゴンスキャナ）１０１の一部として構成される。

＜光源ユニット＞
光源ユニット１４Ｙ〜Ｋは、各色感光体ドラム１１毎に設けられ、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するための光ビームを出力する。本実施形態では、記録密度に応じて副走査方向に１ラインピッチ分ずらして走査することで、２ライン同時に走査する。

本実施形態の光源ユニット１４の構成について、図２を参照して詳述する。図２は光源ユニット１４の斜視図を示す。なお、各光源ユニット１４Ｙ〜Ｋは、同一構成である。

光源ユニット１４には、２つの半導体レーザ（レーザダイオード）５１と、２つのカップリングレンズ５２とが、射出軸に対して主走査方向に対称に配備される。半導体レーザ５１は、パッケージの外周をベース部材５３の裏側より圧入され、ベース部材５３に嵌め込まれる。該ベース部材５３は、ホルダ部材５４の表側から貫通したネジ５９により、ホルダ部材５４の裏面に保持される。また、カップリングレンズ５２は、ホルダ部材５４の表面に形成されたＶ溝部に、保持用板ばね５５によりネジ固定される。

なお、光源ユニット１４の各構成要素は、半導体レーザ５１の発光点がカップリングレンズ５２の光軸上となるように、且つ、カップリングレンズ５２からの射出光が平行光束となるように配置される。

２つの半導体レーザ５１の各々の射出光の光軸は、射出軸に対して互いに交差するように傾けられている。本実施形態の光源ユニット１４では、この交差位置がポリゴンミラー１３の偏向反射面の近傍となるように傾斜を設定している。

駆動回路が形成されたプリント基板５６は、ホルダ部材５４に立設された台座にネジ固定される。さらに、該プリント基板５６のスルーホールに各半導体レーザ５１のリード端子を挿入してハンダ付けすることにより、光源ユニット１４が一体的に構成される。

光源ユニット１４は、光学ハウジング１００の壁面にネジ止めされることで固定される。この際、光源ユニット１４の傾け量γを調整することで、ビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチＰに合わせることが可能となる。

本実施形態の光走査装置１０では、光源ユニット１４Ｙ、１４Ｋと、光源ユニット１４Ｍ、１４Ｃとは、光ビーム射出位置の高さ（副走査方向の位置）を６ｍｍ異ならせて配備される（１４Ｙ、１４Ｋのほうが下方）。これは、２段構成のポリゴンミラー１３の各段に入射させるためである。

＜シリンダレンズ＞
シリンダレンズ１５は、各光源ユニット１４−ポリゴンミラー１３間の光路上に設けられたレンズであり、一方の面が平面、他方の面が副走査方向に共通の曲率を有した形状となっている。なお、シリンダレンズ１５はポリゴンミラー１３の偏向反射面までの光路長が等しくなるように配備される。

シリンダレンズ１５は、各光源ユニット１４から出力される各光ビームを、偏向面で主走査方向に線状となるように収束する。なお、このシリンダレンズ１５は、ｆθレンズ１８とアナモフィックレンズ１９から成る結像光学系との組み合わせにより、偏向点と感光体ドラム１１上とを副走査方向において共役関係とすることで面倒れ補正光学系を形成する。

＜入射ミラー＞
入射ミラー１６は、光源ユニット１４Ｙ、１４Ｋから出力される光ビームの、シリンダレンズ１５−ポリゴンミラー１３間の光路上に設けられたミラーであり、直接ポリゴンミラー１３に向かう光源ユニット１４Ｃ、１４Ｍからの光ビームと主走査方向が近接するように、光源ユニット１４Ｙ、１４Ｋからの光ビームを反射する。

＜非平行平板保持部＞
非平行平板保持部１７は、いずれか一面を主走査方向または副走査方向にわずかに傾けたガラス基板である非平行平板を保持する部材（装置）であり、光軸変更手段としての役割を担う。非平行平板保持部１７は、基準となる色に対応する光源ユニット１４を除いた光源ユニット１４の光路上に配備され、非平行平板を光軸周りに回転制御することで各走査位置を安定させる。なお、本実施形態の光走査装置１０では、光源ユニット１４Ｋ以外の光源ユニット１４Ｙ〜Ｃの光路上に設けられている。

非平行平板保持部１７の構成について、図５を参照して詳述する。図５は非平行平板保持部１７の斜視図を示す。なお、各光源ユニットの光路上毎に設けられている各非平行平板保持部１７は、同一構成である。

非平行平板７０は円筒状のホルダ部材７１の中央枠に固定される。ホルダ部材７１は、該ホルダ部材７１に形成された鍔部７４を支持部材７２の軸受部の切り欠きに合わせて挿入することで、支持部材７２に非固定に支持される。詳しく説明すれば、鍔部７４を切欠に合わせて挿入した後にホルダ部材７１を水平に戻すと鍔部７４が引っ掛かるので、ホルダ部材７１は支持部材７２に密着し、且つ、ホルダ部材７１の嵌合部７３を基準として回転可能に保持される。

ホルダ部材７１の一端にはレバー部７５が形成されている。該レバー部７５は、支持部材７３に固定されるステッピングモータ７６の軸先端に形成したネジを螺合しており、該ステッピングモータ７６の上下動に伴ってホルダ部材７１、言い換えれば非平行平板７０を回転可能としている。なお、この際のバックラッシュをとるため、ホルダ部材７１のピン７８と支持部材７２のピン７９とにスプリング７７をつけることで引張力をかける構成としている。

支持部材７３は、その底面を光学ハウジング１００にネジ止めされる。なお、ホルダ部材７１の回転中心が光源ユニット１１の射出軸と合うように高さが各々設定されており、これによりホルダ部材７１を回転させることで光ビームの射出軸をわずかに傾けることができる。

非平行平板７０（ホルダ部材７１）の回転角を“γ”、非平行平板７０の頂角を“ε”（本実施形態では、約２°）、光源ユニット１４のカップリングレンズ５２の焦点距離を“ｆｃ”、光学系全系の副走査倍率を“ζ”、とすると、感光体ドラム面での副走査位置の変化量“Δｙ”は、次の式で与えられる。

なお、上記の数式中の“ｎ”は、非平行平板の屈折率で与えられる。このことから微小回転角の範囲では、感光体ドラム面での副走査位置の変化量Δｙを非平行平板７０の回転角に比例させて可変することができる。

＜ｆθレンズ＞
ｆθレンズ１８は、ポリゴンミラー１３の近傍に、２つ対向して設けられた樹脂製レンズであり、非円弧面形状のレンズ面を有し、ポリゴンミラー１３により反射・偏向された光ビームが感光体ドラム１１上を等速で走査する。本実施形態の光走査装置１０では、ｆθレンズ１８は２層一体構成あるいは２層接合構成で形成されている。このｆθレンズ１８は、各光ビーム毎に設けられたアナモフィックレンズ１９とともに結像光学系を構成する。

＜アナモフィックレンズ＞
アナモフィックレンズ１９は、ｆθレンズ１８−感光体ドラム１１間の各光路上に設けられた樹脂製レンズであり、上述のｆθレンズ１８とともに結像光学系を構成する。

アナモフィックレンズ１９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)が生じてしまう。また、周囲温度の変化に伴う上下方向の温度分布による熱膨張差によっても変形してしまう。

そこで本実施形態の光走査装置１０では、アナモフィックレンズ１９をアナモフィックレンズ用支持板に固定接合することで、形状を安定的に保ち、且つ、後述する調整（走査線曲がり調整）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１９を変形させることがない(母線の直線性を保持する)ようにしている。

図３に、アナモフィックレンズ１９とアナモフィックレンズ用支持板３１（以下、支持板３１）の構成を示す。また、図４に、アナモフィックレンズ１９を支持板３１に取り付けた状態を側面から見たものを示す。

アナモフィックレンズ１９には、そのレンズ部を囲うようにリブ３５が形成されている。また、その中央部には位置決め用の下部突起３６、上部突起４５が形成されている。支持板３１は板金を材料としてコの字状に形成されている。

アナモフィックレンズ１９を支持板３１に固定接合する際には、アナモフィックレンズ１９の下部突起３６を切欠４３に係合し、また、アナモフィックレンズ１９のリブ３５の下面を立ち曲げ部３８に突き当てて位置決めする。そして、レンズ１９両端部においてコの字板バネ３３をリブ３５の上面よりはめ込み、両端を保持する。この際、コの字板バネ３３の一端を下部開口４０から内側に引き入れ、これを側部開口４１に挿入して固定する。

支持板３１の中央部にはネジ穴３９が設けられており、このネジ穴３９に調節ネジ３７を螺合する。この際、板バネ３２を支持板３１の下方からはめ込み、リブ３５の下面の内側に引っ掛けて固定し、調節ネジ３７の先端がリブ３５の下面に確実に当接するようにする。

アナモフィックレンズ１９を装着した支持板３１は、アナモフィックレンズ１９の上部突起４５を光学ハウジング１００側に設けられた凹部４６（図４）に嵌合することで位置決めされる。また、該支持板３１は、その両端に設けられた支持板バネ３４において、図中上向きに付勢されるように光学ハウジング１００に取り付けられる（図４参照）。

支持板３１の一端には支持板３１に形成した開口を貫通してステッピングモータ４２が固定される。ステッピングモータ４２のシャフト先端には送りネジが形成されており、該送りネジは可動筒４４のネジ穴に螺合される。

本実施形態では、ステッピングモータ４２により可動する可動筒４４の先端を光学ハウジング１００に突き当てているので、ステッピングモータ４２の回転によりアナモフィックレンズ１９の高さ方向（副走査方向）の変位を可能としている。これにより、ステッピングモータ４２の正逆回転に追従して、アナモフィックレンズ１９は光軸と直交する面内で上部突起４５の嵌合部を支点として回動調節でき、これに伴いアナモフィックレンズ１９の複走査方向における母線４７が傾くので、アナモフィックレンズ１９の結像位置としての走査ラインを傾けることが可能となる。

図４に示すように、アナモフィックレンズ１９は、両端を立ち曲げ部３８により、中央を調節ネジ３７により支持される。ここで、調節ネジ３７の突き出し量が立ち曲げ部３８に足りない場合には、アナモフィックレンズ１９の母線４７は下側に凸となるよう反る。逆に、調節ネジ３７の突き出し量が立ち曲げ部３８を超える場合には母線４７は上側に凸となるように反る。従って、調節ネジ３７を調整し、アナモフィックレンズ１９の母線（焦線）を副走査方向に湾曲することで、走査線曲がりを補正することが可能となる。

なお、調節ネジ３７は主走査方向に沿った複数箇所に配備してもよく、例えば、中央部と、中央部と立ち曲げ部３８との中間部、の計３箇所に配備すれば、Ｍ型やＷ型の曲がりについても補正が可能となる。

本実施形態の光走査装置１０においては、基準となる光源ユニット１４Ｋに対応する光ビームが通過するアナモフィックレンズ１９を含めた全てのアナモフィックレンズに調整機構（調節ネジ３７による走査線調整機構）が配備される。また、製造、出荷時には、基準となる走査線の走査線曲がりの方向・量に合致するように、他の走査線の走査線曲がりの方向・量が揃えられており、この状態を保ったまま上述の調整が行えるようにしている。

＜折り返しミラー＞
折り返しミラー２０は、ポリゴンミラー１３により偏向走査された光ビームを各感光体ドラム１１Ｙ〜Ｋに導くためのミラーである。折り返しミラー２０は、ポリゴンミラー１３から感光体ドラム１１Ｙ〜Ｋに至る各々の光路長が一致するように、且つ、各感光体ドラム１１に対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚配置され、本実施形態の光走査装置１０では、各光路に３枚ずつ配置されている。

＜同期検知センサ／終端検知センサ＞
画像記録領域の走査開始側（図中、矢印Ａ，Ｂの始端側）にはフォトセンサ（フォトダイオード）を実装した基板からなる同期検知センサ２１が配置される。また、画像記録領域の走査終端側（矢印Ａ，Ｂの終端側）にはフォトセンサを実装した基板からなる終端検知センサ２２が配置される。

同期検知センサ２１は、偏向走査された光ビームの始端側を検出し、該検出信号を基に各々の光ビームの書き込み開始のタイミングを計る。また、終端検知センサ２２は、偏向走査された光ビームの終端側を検出する。

同期検知センサ２１と終端検知センサ２２との検出信号の時間差を計測することで、走査速度の変化を検出することができる。なので、検出された走査速度の変化に対して各光源ユニット１４の各半導体レーザ５１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、各色対応画像の全幅倍率を安定的に保持することができる。

上記の検知センサは、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６１とこれに非平行なフォトダイオード６２とで構成される。なので、フォトダイオード６１からフォトダイオード６２に至る時間差Δｔを計測することで、光ビームの副走査位置のズレΔｙを検出することが可能となっている。

副走査位置のズレΔｙは、フォトダイオード６２の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて、以下の式で表される。

本実施形態の光走査装置１０では、この時間差Δｔが常に一定となるように上述の光軸変更手段である非平行平板保持部１７を制御することで、各色対応画像の副走査レジストがずれないよう照射位置を補正している。

＜ＬＥＤ素子、フォトセンサ、集光レンズ＞
ＬＥＤ素子２３と、フォトセンサ２４と、集光レンズ２５は、転写ベルト１２上に形成された形成されるトナー像の検出パターンを読み取ることで、トナー像の位置ズレを検出する。この位置ズレ検出については後で詳述する。

＜光路＞
各光源ユニット１１Ｙ〜Ｋから出力された光ビームの光路について説明する。光源ユニット１１Ｍから出力された光ビームは、非平行平板保持部１７、シリンダレンズ１５を介して、ポリゴンミラー１３の上段に照射される。該光ビームはポリゴンミラー１３上段の偏向走査面で偏向されたあと、ｆθレンズ１８の上層を通過し、アナモフィックレンズ１９、折り返しミラー２０により感光体ドラム１１Ｍに導かれ、マゼンタ成分の静電潜像を感光体ドラム１１Ｍ上に形成する。

光源ユニット１１Ｙから出力された光ビームは、非平行平板保持部１７、シリンダレンズ１５を通過後、入射ミラー１６で反射されポリゴンミラー１３の下段に照射される。該光ビームは、ポリゴンミラー１３下段の偏向走査面で偏向されたあと、ｆθレンズ１８の下層を通過し、アナモフィックレンズ１９、折り返しミラー２０により感光体ドラム１１Ｙに導かれ、イエロー成分の静電潜像を感光体ドラム１１Ｙ上に形成する。

また、光源ユニット１１Ｍ、１１Ｙに対向して配備される光源ユニット１１Ｃから出力された光ビームは、非平行平板保持部１７、シリンダレンズ１５を介して、ポリゴンミラー１３の上段に照射される。該光ビームはポリゴンミラー１３上段の偏向走査面で偏向されたあと、ｆθレンズ１８の上層を通過し、アナモフィックレンズ１９、折り返しミラー２０により感光体ドラム１１Ｃに導かれ、シアン成分の静電潜像を感光体ドラム１１Ｃ上に形成する。また、光源ユニット１１Ｋから出力された光ビームは、シリンダレンズ１５を通過後、入射ミラー１６で反射されポリゴンミラー１３の下段に照射される。該光ビームは、ポリゴンミラー１３下段の偏向走査面で偏向されたあと、ｆθレンズ１８の下層を通過し、アナモフィックレンズ１９、折り返しミラー２０により感光体ドラム１１Ｋに導かれ、ブラック成分の静電潜像を感光体ドラム１１Ｋ上に形成する。

＜書き込み制御系＞
次に、図７を参照して、本実施形態の書き込み制御系について説明する。

まず、画素クロック生成部８３内の各回路について説明する。カウンタ８５は、高周波クロック生成回路８４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８６は、該カウント値と、デューティ比に基づいて予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（メモリ８１）から与えられる、位相シフト量を指示する位相データＨと、を比較する。該比較の結果、カウント値と設定値Ｌとが一致した場合には、画素クロックＰＣＬＫの立ち下がりを指示する制御信号ｌを画素クロック制御回路８７に出力し、カウント値と位相データＨとが一致した場合には、画素クロックＰＣＬＫの立ち上がりを指示する制御信号ｈを画素クロック制御回路８７に出力する。

また、比較回路８６は、制御信号ｈの出力と同時に、カウンタ８５に対しリセット信号を出力する。カウンタ８５は、このリセット信号を受け取るとカウントをリセットし０から再カウントするので、連続的なパルス列が形成される。

上記のように、画素クロック生成部８３では、１クロック毎に位相データＨを与えることで、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。

なお、本実施形態の画素クロック生成部８３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なっている。図８は、１／８クロックだけ位相を遅らせたクロックである。デューティ比を５０％とすると設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ８５で４カウントし画素クロック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ので、再び４カウントで画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。以下、この周期が繰り返される。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。

生成された画素クロックＰＣＬＫは、書き込み制御部８９に与えられる。書き込み制御部８９は、与えられた画素クロックＰＣＬＫを基準に、画像処理部８８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、該変調データを各光源ユニット１４Ｙ〜Ｋを駆動制御する光源駆動部９０に送る。光源駆動部９０は、該変調データに基づいて各光源ユニット１４Ｙ〜Ｋを駆動する。

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。

本実施形態の書き込み制御系においては、図１０に示すように、主走査領域を複数の区間（ａ〜ｈ）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に示すように設定し、位相データとして与えている。

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、Ｌ（ｘ）の積分値で表される。すなわち、『Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘ』となる。分割区間の始点（走査始端）と終点（走査終端）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の変化に伴う分割区間幅のズレをΔｍ、位相シフトの分解能をσ(定数)、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Ｄは、以下の式により表される。

なので、Ｄ画素毎にσずつ位相をシフトさせることになる。本実施形態においては、σは１／８画素となる。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てやればよい。

＜位置ズレ制御系＞
次に、図９を参照して、本実施形態の位置ズレ制御系について説明する。

一般に、各色画像の重ね合わせ精度は、転写ベルト１２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、主走査倍率、副走査レジスト、走査ラインの傾きが基準とどれだけずれているかを検出し、この検出結果に基づいて補正制御を行う。

この補正制御は、例えば、装置の立ち上げ時やジョブ間等のタイミングで行う。また、１ジョブのプリント枚数が多い場合には、ジョブ動作中の温度変化によるズレを抑えるために、ジョブ動作に割り込みをかけて補正制御を行う。

転写ベルト１２上に形成されたトナー像の検出パターンの読み取りは、照明用のＬＥＤ素子２３と反射光を受光するフォトセンサ２４と、一対の集光レンズ２５と、からなる検出手段により行われる。本実施形態の光走査装置１０では、これらの検出手段は、図１に示すように主走査方向両端２箇所に配備される。

トナー像の検出パターンとしては、図１２に示すような、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を用いる。この検出パターンを転写ベルト１２の移動に沿って読み取り、基準色であるブラックと各色の検出時間差であるｔｙｋ、ｔｍｋ、ｔｃｋと、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を検出する。そして、ｔｙｋ、ｔｍｋ、ｔｃｋの検出値と該値の理論値との差から各色の副走査レジストを求める。また、ｔｋ、ｔｃ、ｔｍ、ｔｙの検出値と該値の理論値との差から各色の主走査レジストのずれを求める。

走査ラインの傾きズレについては、両端の副走査レジスト差より求める。なお、この傾きズレについては、アナモフィックレンズ傾き制御部９１で上述のようなアナモフィックレンズ１９の傾き調整を行うことで補正する。

副走査レジストについては、各検出値の平均より求め、書き込みタイミング制御部９２においてポリゴンミラー１３の１面おきつまり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き出しタイミングを合わせることで補正する。

さらに、昨今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、上述した光軸変更手段である非並行平板保持部１７を用いて照射位置を微調整することで、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き出しタイミングによって補正できない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。

一方、ページ間においては、上述のフォトダイオード６１、６２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、次の定期補正時まで、基準値を安定的に保つことができる。尚、この基準値は一定値である必要はなく、例えば、転写ベルト１２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。

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、各光源ユニット１４の半導体レーザ５１を変調する画素クロックの基準周波数と同期検知信号からのタイミングを調整することで画像の全幅と書き出し位置を揃える。ページ間においては、同期／終端検知部９６により検出された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。また、中間像高においても倍率の歪みが生じないように、温度変化に伴って生じる各分割区間毎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させてデータテーブルから予め読み出し、主走査方向の全域に渡って倍率が均一になるようにしている。

図１１は、各分割区間ａ〜ｈにおける温度に対する倍率の変化を示す。各分割区間の倍率は全幅の倍率変化に比例して変化するので、全幅倍率の計測値を基に各分割区間の倍率変化に分配できる。

このように、本実施形態では、トナー像検出パターンの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処理を実行するので、ジョブ動作中にプリント動作を中断せずとも各色画像の重ね合わせ精度が保たれる。

＜光偏向器の取り付け＞
次に、本実施形態の光走査装置１０における光偏向器の光学ハウジング１００への取り付けについて説明する。図１４は、光学ハウジング１００に取り付けられた光偏向器１０１と、その周囲近傍を示す。なお、図１４（ａ）は上から（偏向走査断面から）見た状態を示し、図１４（ｂ）は副走査断面から見た状態を示す。

光偏向器１０１は、ポリゴンミラー１３と、ポリゴンモータとが基板１０２に一体的に取り付けられて構成される。基板１０２は円形形状であり、その上面中心部にはポリゴンミラー１３が配置されている。基板１０２の円周面には光偏向器１０１を光学ハウジング１００に固定接合するための接合面である固定部１０４が４つ形成されている。この固定部１０４は基板１０２の一部の形状を変化させたものであり、基板１０２と一体構成となっている。また、基板１０２の下面にはポリゴンミラー１３を回転駆動させるポリゴンモータを保持する円筒状のモータケース１０３が設けられている。

なお、本実施形態では、基板１０２を円形形状としているが、これに限られるものではなく、例えば四角形形状であっても良い。

光学ハウジング１００には、光偏向器１０１を設置するための４つの光偏向器設置台１０５と、円形開口部１０６と、が設けられている。なお、光偏向器設置台１０５は、光偏向器１０１の固定部１０４に対応して設けられている。

光偏向器１０１は、モータケース１０３を円形開口部１０６に嵌合させ、且つ光偏向器１０１の固定部１０４を光偏向器設置台１０５に対応させて載置しネジ固定することで光学ハウジング１００に取り付けられている。

また、光偏向器１０１の周囲近傍には、結合光学系の１つであるｆθレンズ１８が光偏向器１０１をはさんで対向して配置されている。この際、ｆθレンズ１８は、対向するｆθレンズ１８の中間点に光偏向器１０１がくるように配置される。なお、ｆθレンズ１８は、光学ハウジング１００に設けられた一定の幅を持つｆθレンズ設置部１０７において、レンズ下面中央部（腹部）を紫外線硬化型接着剤等で接着固定されている。

ポリゴンミラー１３を回転駆動させるためにポリゴンモータを動作させると、ポリゴンモータは発熱する。ここで発生した熱は、床面である光学ハウジング１００や周辺の空気を介してｆθレンズ１８などの走査光学系に伝導するが、この熱が偏りをもって走査光学系に伝導してしまうと、光学系内部で温度の偏差が生じてしまう。

温度偏差が生じると、例えば、主走査方向の倍率誤差のような光学特性についても偏差が生じてしまう。上述したように、倍率変動誤差の補正は、走査方向両端に設けた検知センサ２１，２２で光ビームの通過タイミングを検出し走査時間の変化から変化量を求めて補正を行うが、温度偏差が生じるとこの変化量に部分的に違いが生じてしまう。この変化量の部分的な違いにより生じる走査範囲の倍率誤差は補正しきれないので結果として走査位置ずれが生じてしまう。

そこで、本実施形態では、図１４に示すように、光偏向器１０１と光学ハウジング１００とを接合する固定部１０４・光偏向器設置台１０５から、これに最も近い位置にあるｆθレンズ設置台１０７までの距離Ｌが、いずれも略等しくなるように配置する。

このように構成することにより、ｆθレンズ１８は長手方向において光偏向器１０１との間隔が対称になり、光偏向器１０１から床面である光学ハウジング１００を伝わって生じる熱の伝わり方もレンズ長手方向において対称になる。なので、ｆθレンズ１８内部に生じる温度偏差を低減でき、光学特性の変化量も長手方向において対称にし偏差を小さくすることが可能となる。

よって、走査線曲がりや走査位置ずれの発生を抑制することが可能となり精度の良い画像形成を実現することができる。また、一連の内部補正処理の実行頻度を下げることができるので、ジョブ中補正の低減による生産性の向上や検出パターンのために使用するトナー消費量の低減なども同時に達成することが可能となる。

なお、本実施形態の光走査装置１０においては、光偏向器１０１の固定箇所（固定部１０４・光偏向器設置台１０５）を４箇所としているが、固定箇所数はこれに限定されるものではなく、固定箇所からこれに最も近い位置にあるｆθレンズ設置台１０７までの距離Ｌがいずれも略等しいという構成条件を満たすのであれば４以外の固定箇所数であっても良い。

＜温度偏差測定テスト＞
表１に、異なる光偏向器配置・構成を有する光走査装置１０において、光偏向器１０１のポリゴンミラー１３を２時間駆動させた際の、ｆθレンズ１８とアナモフィックレンズ１９の長手方向（主走査方向）および短手方向（副走査方向）の複数箇所の温度変化を測定した温度変化測定テストの結果を示す。

なお、この測定テストにおける各物性値（パラメータ）は以下の通りである。
ポリゴンスキャナ回転数 ：３６ｋｒｐｍ
fθレンズの熱伝導率 ：ｋ１＝０．３（Ｗ／ｍ・ｋ）
アナモフィックレンズの熱伝導率 ：ｋ２＝０．３（Ｗ／ｍ・ｋ）
光学ハウジングの熱伝導率 ：ｋ３＝３０（Ｗ／ｍ・ｋ）
ポリゴンスキャナケースの熱伝導率 ：ｋ４＝２６０（Ｗ／ｍ・ｋ）

なお、温度変化測定テストにおいて、アナモフィックレンズ１９については、光偏向器１０１から離れているため均一に熱が伝わるので長手方向、短手方向それぞれにおいて温度偏差がほとんど生じなかったので、ここではその結果の記載を省略する。

装置（１）は、上述した本実施形態の同一の配置構成をとる光走査装置である。また、装置（２）は、図１５に示すような、光偏向器１０１と光学ハウジング１００とを接合する固定部１０４・光偏向器設置台１０５から、これに最も近い位置にあるｆθレンズ設置台１０７までの距離Ｌが互いに異なるように配置された配置構成をとる光走査装置である。

この図１５で示される配置構成では距離Ｌが互いに異なるので、床面である光学ハウジング１００を介した光偏向器１０１からｆθレンズ設置台１０７への熱の伝わり方が非対称となってしまう。また、ｆθレンズ設置台１０７は一定の幅を有するため、ｆθレンズ１８への熱の伝わり方も非対称なものとなってしまう。よって、レンズ内部で温度偏差が生じる。

装置（１）の測定結果と装置（２）の測定結果とでは、長手方向においておよそ２倍の温度偏差が生じている。装置（１）と装置（２）とは、固定部１０４・光偏向器設置台１０５からこれに最も近い位置にあるｆθレンズ設置部１０７までの距離Ｌの相関関係以外は同一である。よって、このことから、各設置台の配置位置（各素子固定位置）が温度偏差の原因であり、本実施形態のように距離Ｌが略同一であれば生じる温度偏差が小さいということがわかる。

装置（３）は、図１６に示すような配置構成をとる光走査装置である。図１６の光走査装置は、ｆθレンズ１８を支持するｆθレンズ設置台１０７が、レンズを３点で支えるものとなっている点以外は、図１４の光走査装置と同構成である。もちろん、光偏向器１０１と光学ハウジング１００とを接合する固定部１０４・光偏向器設置台１０５から、これに最も近い位置にあるｆθレンズ設置台１０７までの距離Ｌは、いずれも略等しくなるように配置されている。

装置（３）の測定結果は、装置（１）の測定結果と同等の結果が得られた。このことから、ｆθレンズを支持するｆθレンズ設置台１０７が複数ある場合でも、固定部１０４・光偏向器設置台１０５から、これに最も近い位置にあるｆθレンズ設置台１０７までの距離Ｌがいずれも略等しければ、ｆθレンズに生じる温度偏差を抑えることが可能であることがわかる。

なお、ここでいう距離Ｌは、光偏向器１０１側にあるｆθレンズ設置台１０７についてのみ定義する。

なお、上記の装置（１）〜（３）における測定結果では、ｆθレンズの長手方向に対してレンズ短手方向での内部温度偏差が大きく測定されている。これは、床面を介した熱伝導経路ではなく、周辺空気を介した熱伝導経路により光偏向器１０１からｆθレンズ１８に熱が伝わったためである。

そこで、図１４で示される本実施形態の配置構成において、光偏向器１０１をカバー部材１０８で覆うことで、空気を介した熱伝導の抑制を図る。図１７に、光偏向器１０１をカバー部材１０８で覆った構成の光走査装置１０を示す。

本構成においては、光偏向器１０１の上面のポリゴンミラー１３周辺は、円柱状のカバー部材１０８で覆われている。ポリゴンミラー１３への入射光束、およびポリゴンミラー１３により反射偏向されfθレンズ１８へ向かう射出光束が通過する部分については、開口窓１０９を設け、該窓に透明なガラス製の平行平板１１０を貼り付けている。この平行平板１１０は、光束の入射面及び射出面が平面形状となっている。

このように構成することで、光は透過可能で空間的には遮蔽された状態を形成し、ポリゴンミラー１３周辺の熱が空気によりｆθレンズ１８に伝わらないようにしている。

表１の装置（４）は、図１７に示す構成の光走査装置である。装置（４）においての測定結果と装置（１）のそれとを比べると、装置（４）のほうが短手方向の温度偏差が明らかに小さいことがわかる。装置（４）の配置構成と装置（１）の配置構成とはカバー部材１０８の有無以外に差異は無いので、この効用効果はカバー部材の有無に起因していることがわかる。

よって、光偏向器１０１にカバー部材１０８を取り付けて構成することで、空気を介した熱伝導を抑制し短手方向の温度偏差の発生量を抑制することが可能となり、より精度の良い光走査装置を実現することができる。

なお、装置（４）は装置（１）にカバー部材１０８を取り付けた構成となっているが、装置（３）にカバー部材１０８を取り付けた構成でも同等の効果を期待することができる。何故なら、装置（１）と装置（３）とは、ｆθレンズ設置台１０７の個数が異なる以外は同構成であり、得られる温度偏差発生抑制効果も同等だからである。

装置（５）は、図１５に示す構成（距離Ｌが互いに異なる配置構成）の光走査装置において、光偏向器１０１に上述のカバー部材１０８、開口窓１０９、平行平板１１０を取り付けた光走査装置である。

装置（５）の測定結果から、短手方向に生じる温度偏差については小さくすることができているが、長手方向に生じる温度偏差についてはかえって大きくなってしまっている。これは、光偏向器１０１により生じた熱が空気を伝わって逃げることができなくなったため、床面である光学ハウジング１００にその分の熱量が伝わり、これが床面経路でｆθレンズ１８に伝わったためである。光偏向器１０１の固定部１０４・光偏向器設置台１０５からこれに最も近い位置にあるｆθレンズ設置部１０７までの距離Ｌが略同一でないため、熱の伝わり方の偏りがより顕著に現れ、その結果、長手方向の温度偏差が大きくなったと考えられる。この結果からも、固定部１０４・光偏向器設置台１０５からこれに最も近い位置にあるｆθレンズ設置部１０７までの距離Ｌを略同一に配置する効用効果が説明できる。

なお、このカバー部材１０８を取り付けた構成の光走査装置１０において、光偏向器１０１の発熱をカバー部材１０８外に伝えないようにするには、光学ハウジング１００の構成材質の熱伝導率を、光偏向器設置台１０５において光学ハウジング１００と接する固定部１０４（基板１０２）の構成材質の熱伝導率よりも伝導率を低くすることにより達成できる。このように構成すれば、光偏向器１０１の発熱をカバー部材１０８内に閉じ込めカバー部材外に伝導する熱量を小さくすることができ、ｆθレンズ１８の内部温度偏差の発生量を抑制することが可能となる。

さらに、光学ハウジング１００の構成材質の熱伝導率よりもｆθレンズ１８の構成材質の熱伝導率を低くすれば、光偏向器１０１から光学ハウジング１００に伝わった熱量がｆθレンズ１８に伝わらないうちに光学ハウジング１００内に拡散されるので、ｆθレンズ１８に伝わる熱量を少なくすることができ、ｆθレンズ１８内部に生じる温度偏差を小さくすることが可能となる。

装置（６）は、装置（５）の光走査装置（距離Ｌが互いに異なる配置構成、且つカバー部材１０８あり）において、固定部１０４（基板１０２）の構成材質と光学ハウジング１００の構成材質がほぼ同じという構成を有する光走査装置である。この場合、固定部１０４（基板１０２）と光学ハウジング１００の熱伝導率が同一となるため、熱伝導率的には基板１０２と光学ハウジング１００とは一体構成であると考えられる。

装置（６）の測定結果では、長手方向の温度偏差が、装置（１）〜（５）のそれよりも低く抑えられている。装置（６）の構成の場合、カバー部材１０８から満遍なく放熱されるのでｆθレンズ１８の長手方向の熱の伝わり方がより均一となり、レンズ長手方向の内部温度偏差をより小さく抑えることが可能となる。

なお、熱伝導率が同一であれば、材質的に差異があっても同様の効果を得ることができる。

なお、この装置（６）の構成においても、光学ハウジング１００の構成材質の熱伝導率よりもｆθレンズ１８の構成材質の熱伝導率を低くすれば、光偏向器１０１から光学ハウジング１００に伝わった熱量がｆθレンズ１８に伝わらないうちに光学ハウジング１００内に拡散されるので、ｆθレンズ１８に伝わる熱量を少なくすることができ、ｆθレンズ１８内部に生じる温度偏差を小さくすることが可能となる。

＜レーザ波長＞
近年では、形成画像の高密度化達成のためにビームスポット径の縮小化が図られている。このビームスポット径は光源の波長に比例するため、高密度化を達成するには半導体レーザ５１の発振波長を短波長化すればよい。

従来、一般に波長７８０ｎｍの半導体レーザが使われてきたが、本実施形態の光走査装置１０では、高密度化を達成するために半導体レーザ５１として、波長５００ｎｍ以下のものを用いる。例えば、波長が５００ｎｍである場合、５００／７８０≒２／３であり、ビームスポット径を約２／３に小型化することが可能となる。

＜マルチビーム光源ユニット＞
波長５００ｎｍ以下の半導体レーザは、波長７８０ｎｍの半導体レーザとは構成材質が異なる。波長７８０ｎｍの半導体レーザは一般にＡｌＧａＡｓ系の材質から構成されるが、波長５００ｎｍ以下の半導体レーザはＧａＮ系の材質から構成される。そのため、波長５００ｎｍ以下の半導体レーザは波長７８０ｎｍの半導体レーザよりも発熱量が大きく、ドループ特性の劣化を引き起こしやすい。よって、半導体レーザの発振波長の５００ｎｍ以下の短波長化を実現するためには、半導体レーザの発熱量を小さくする必要がある。

半導体レーザの発熱量を小さくするには、その発振出力を小さくすればよい。そのためには複数の半導体レーザ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。本実施形態の光走査装置１０においては、上述のように、光源ユニット１４に２つの半導体レーザ５１を備え、２本の光束により感光体ドラムを走査するので、１つの場合と比べて出力が半分で済んでいる。

マルチビーム光源ユニットとして、複数の半導体レーザ５１で光源ユニット１４を構成し、この光源ユニット１４を複数個組み合わせれば、感光体ドラム１１を走査する光束の数をさらに増やすことが可能となる。このように構成すれば、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、偏向器の回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減や発熱量の低減など、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。

なお、本実施形態においては、光源として半導体レーザ５１を用いているが、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）を光源として用いてもよい。このような構成によっても同等の効果を得ることができる。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て、マルチビーム光源ユニットを構成しても良い。こ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。

＜画像形成装置＞
次に、図１３を参照して、上述した光走査装置１０を用いた画像形成装置の一実施形態を説明する。図１３は、本実施形態の光走査装置１０を搭載したタンデム型画像形成装置１を示す。

画像形成装置１は、その下部側に水平方向に配設された給紙カセット２から給紙される記録紙を転写ベルト１２に導くレジストローラ３とを備える。転写ベルト１２（搬送ベルト）はレジストローラ３から導かれた記録紙を搬送する。

転写ベルト１２の経路上には、ＹＭＣＫに対応する感光体ドラム１１が等間隔に設けられている。この感光体ドラム１１の周囲には電子写真プロセスに従ったプロセスを実行する装置、すなわち、静電潜像を現像する現像装置４、感光体ドラム１１を帯電させる帯電チャージャ５などが配置されている。

感光体ドラム１１に静電潜像を書き込む書き込み装置は、上述の光走査装置１０から構成される。

転写ベルト１２の下流側には、記録紙に転写されたトナー像を熱定着する定着装置６や記録紙を排紙トレイ８に排紙するための排紙ローラ７が設けられている。

このような概略構成において、例えば、フルカラーモード時には、各感光体ドラム１１に対して各色の画像信号に基づく光ビームの光走査が光走査装置１０によりなされ、各感光体ドラム１１表面に各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各色現像装置４で現像されてトナー像となる。また、同時に、記録紙が給紙カセット２から供給される。この記録紙は、レジストローラ３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１２に送りだされる。

転写ベルト１２上を搬送される記録紙上に、各感光体ドラム１１上に形成された各色トナー像が順次転写されることで重ね合わせられ、記録紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置６で熱定着された後、排紙ローラ７により排紙トレイ８に排紙される。

本画像形成装置２００においては、書き込み装置として上述の光走査装置１０を利用しているので、走査線曲がりや走査位置ずれの原因となる走査結像光学系内部の不均一温度分布の発生を抑制することが可能となり精度の良い画像形成を実現することができる。また、一連の内部補正処理の実行頻度を下げることができるので、ジョブ中補正の低減による生産性の向上や検出パターンのために使用するトナー消費量の低減なども同時に達成することが可能となる。

なお、上記の画像形成装置の１の構成においては、光走査装置１０を１つで構成（一体構成）したが、光走査装置１０を各色に対応して設けた構成であっても良いし、光走査装置を２色毎に設けた２体構成であっても良い。

また、ネットワーク通信機能を備えさせ、他の画像形成装置１´やファクシミリなどの画像処理装置、コンピュータ端末などの電子演算処理装置などとネットワーク接続され印刷処理システムを形成できるようにしても良い。このように構成することにより、１台の画像形成装置で複数の機器からの出力処理を実行できる情報処理システムを実現することができる。また、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どうか、故障しているかどうか等）を知り、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て出力処理を行うことが可能となるので、ユーザに資することが可能となる。

＜付記事項＞
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示すものにすぎず、本発明の実施の形態を限定する趣旨のものではない。よって、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施を行うことが可能である。

例えば、上記実施形態で説明した各構成要素、構成部品の形状や取り付け方などは、上述の無いように限定されるものではない。よって、光源ユニット１４においては、カップリングレンズ５２を保持用板ばね５５により固定しているが、紫外線硬化型の接着剤等により接着固定してもよい。また、光軸変更手段として非平行平板保持部１７を用いているが、液晶偏向素子やガルバノミラーを光軸変更手段として用いても良い。

光走査装置の構成を示す斜視図である。 光源ユニットの構成を示す斜視図である。 アナモフィックレンズ支持板の構成を示す斜視図である。 アナモフィックレンズを支持板に取り付けた状態の側面図である。 非平行平板の構成を示す斜視図である。 検知センサの構成を示す図である。 書き込み制御系の構成を示す図である。 画素クロックを説明するための図である。 位置ずれ制御系の構成を示す図である。 位相シフトについて説明するための図である。 各分割区間における温度に対する倍率の変化を示すグラフである。 トナー像検出パターンを示す図である。 画像形成装置を示す図である。 光学ハウジングに取り付けられた光偏向器とその周囲近傍を示す図である。 光学ハウジングに取り付けられた光偏向器とその周囲近傍を示す図である。 光学ハウジングに取り付けられた光偏向器とその周囲近傍を示す図である。 光偏向器にカバー部材を取り付けたものを示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 光走査装置
１１ 感光体ドラム（Ｃ〜Ｋ）
１３ ポリゴンミラー
１４ 光源ユニット
１７ 非平行平板保持部
１８ ｆθレンズ
１００ 光学ハウジング
１０１ 光偏向器
１０２ 基板
１０４ 固定部
１０５ 光偏向器設置台
１０６ 円形開口部
１０７ ｆθレンズ設置台
１０８ カバー部材

Claims (11)

1. 光ビームを出力する光源と、
   前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、
   前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、
   前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する結像光学系支持部と、が設けられており、
   前記結像光学系は樹脂製であり、
   前記結像光学系支持部から最も近い位置にある光偏向器支持部は複数あり、該複数の光偏向器支持部から前記結像光学系支持部までの各々の距離が略同一であることを特徴とする光走査装置。
2. 光ビームを出力する光源と、
   前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、
   前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、
   前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する複数の結像光学系支持部と、が設けられており、
   前記結像光学系は樹脂製であり、
   前記複数の結像光学系支持部のうちの第１の結像光学系支持部と、該第１の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第１の光偏向器支持部との距離は、
   前記複数の結像光学系支持部のうちの第２の結像光学系支持部と、該第２の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第２の光偏向器支持部との距離と略同一であることを特徴とする光走査装置。
3. 前記光偏向器は、前記光ビームが通過する開口窓と、前記開口窓に嵌め込まれた透明な光学部材を備えたカバー部材により、空間的に遮蔽されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記透明な光学部材は、光束の入射面及び射出面が平面であることを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
5. 前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記光偏向器の前記ハウジングと接合する接合面を構成する材質の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項３または４に記載の光走査装置。
6. 前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記結像光学系を構成する材質の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記光源から出力される前記光ビームの波長は５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 前記光源は、被走査面を複数の光ビームが同時に走査するマルチビーム光源であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置を有する画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置であることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置は、ネットワーク通信機能を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。

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