光走査装置及び画像形成装置
【課題】光走査装置のユニット及びその光学要素を画像形成装置の複数の機種、あるいは複数の仕様で共用できるようにする。
【解決手段】光走査装置は、画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラー２０１に照射し、走査光として複数の感光体３を走査して露光する。光走査装置は、光源から出射した複数の光ビームをポリゴンミラー２０１に向けて出射する光学系からなる１次光学系ユニット１００と、ポリゴンミラー２０１で反射した光ビームを感光体へ向けて出射する光学系とを備えた２次光学系ユニット２００とを有している。そして１次光学系ユニット１００は、２次光学系ユニット２００に対して着脱自在に構成され、１次光学系ユニット１００と２次光学系ユニット２００とが組み合わされたユニットが、感光体３を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されている。
【解決手段】光走査装置は、画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラー２０１に照射し、走査光として複数の感光体３を走査して露光する。光走査装置は、光源から出射した複数の光ビームをポリゴンミラー２０１に向けて出射する光学系からなる１次光学系ユニット１００と、ポリゴンミラー２０１で反射した光ビームを感光体へ向けて出射する光学系とを備えた２次光学系ユニット２００とを有している。そして１次光学系ユニット１００は、２次光学系ユニット２００に対して着脱自在に構成され、１次光学系ユニット１００と２次光学系ユニット２００とが組み合わされたユニットが、感光体３を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関し、より詳細には、例えば、デジタル複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置が普及している。このような画像形成装置では、レーザビームを走査する光走査装置が用いられる。画像形成装置で画像形成する場合は、感光体を帯電装置で帯電した後、光走査装置によって画像情報に応じた書き込みを行って、感光体に静電潜像を形成する。そして現像装置から供給されるトナーによって、感光体上の静電潜像を顕像化する。そして感光体上で顕像化されたトナー像を転写装置によって記録用紙に転写し、さらに定着装置によって記録用紙に定着することで、所望の画像が得られるようになっている。
【０００３】
またデジタル複写機やレーザプリンタなどのカラー画像形成装置では、その高速化に伴って複数の感光体をタンデム配列したタンデム方式の装置が実用化されている。ここでは、例えば４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した走査光学系によってこれら感光体を同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で顕像化する。そしてこれら顕像化されたトナー像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写することにより、カラー画像を得るようにしている。
【０００４】
複数の感光体に同時露光するタンデム方式は、１つの感光体で順次各色毎の画像形成を行う方式に対して、カラーもモノクロも同じ速度で出力できるため、高速プリントに有利である。その反面で、複数の感光体に対応する走査光学系を必要とし、感光体を露光をするための装置が大型化する傾向があり、その小型化が課題となる。また各々の感光体上で顕像化したトナー像を記録紙に重ね転写する際に色ずれが生じないようにすることが課題となる。
【０００５】
上記のようなタンデム方式の画像形成装置に関し、例えば、特許文献１及び特許文献２には、光源装置から偏向手段に至る光路中に配された楔形状のプリズムと、その楔形状のプリズムをほぼ光軸周りに回転調整することにより、副走査方向のビームスポットの位置を可変とする書き込み開始位置補正手段とを備え、画像データの書き込み中に感光体ドラム上のビームスポット位置を制御できるようにした光走査装置が開示されている。そしてここでは、連続プリント時においても、各色間の相対的な色ずれを効果的に補正し、色ずれの少ない良好なカラー画像を出力することができる。
【０００６】
また特許文献３には、光源と、その光源から出射した光を４つの光に分岐する装置と、第２のレンズをその光軸を法線とする平面上で駆動させる調整装置と、第１及び第２のレンズからの集光光を回折して干渉させる回折格子と、その回折格子をその格子面内で溝方向と垂直な方向の成分を含む方向へ駆動する微動ステージと、対物レンズ、結像レンズ及びＣＣＤカメラで構成され干渉光を観察する４つの干渉像観察系と、４つの干渉像を処理して第２のレンズのディセンタに対して感度を有する収差のうちひとつの収差を検出する処理装置と、検出した収差から調整量を検出し、調整装置を駆動させる制御装置を有することにより、ＮＡの小さいレンズに対しても高精度で調整を行うことができるようにした
レンズ調整装置が開示されている。
【０００７】
また特許文献４には、光を所定の方向に偏向する光偏向装置と、複数のレーザ素子と、ガラスレンズ及びプラスチックレンズを含み、それぞれのレーザ素子からの出射光の断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学系と、光偏向装置により偏向されたそれぞれの光を、所定像面に等速で走査するよう結像する２枚のレンズを含む偏向後光学系を備えた光走査装置が開示されている。偏向光学系の２枚のレンズのパワーは、光偏向装置の反射面の回転軸と直交する方向に関し、それぞれ正に規定されている。また、それぞれのレンズの少なくとも１枚のレンズ面は、回転対称面を含まないレンズに形成される。これにより色ずれのないカラー画像を低コストで提供できる画像形成装置に適した光走査装置を提供することができる。
【特許文献１】特開２００４−１０９７００号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９６９９号公報
【特許文献３】特開２００４−２３３６３８号公報
【特許文献４】特開２００２−９６０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような画像形成装置においては、印刷速度（画像形成速度）の仕様は機種によって様々である。例えば、１分間に２０数枚印刷可能な機種もあれば、１分間に６０枚以上印刷可能な機種もある。また、印刷速度の高速化が望まれる中で、例えば、画像形成装置内の光学要素や運転条件等を変更することで、低速のものから高速のものに仕様変更を行いたいというようなニーズも生まれる。
【０００９】
このような画像形成装置の仕様変更を行う場合に、光走査装置においては、その光学要素の仕様を変更したり、あるいは配置を変更して光路を調整したりする必要が生じる。また光走査装置自体も、画像形成装置から取り外し可能に構成される必要があり、また光走査装置を画像形成装置に組み込む時にも、取り付け精度を維持して組み込み可能とする必要がある。
【００１０】
しかしながら、従来では上記のような高速化等の仕様変更に備えて、画像形成装置に対する組み付けを高精度で容易に行うことができるようにしたり、あるいは光学要素の交換や光路の変更等を高精度で容易に行うことができるようにした光走査装置は、提案されていない。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することができ、また光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することにより、光走査装置のユニット及びその光学要素を画像形成装置の複数の機種、あるいは複数の仕様で共用できるようにした光走査装置、及び該光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、第１の技術手段は、画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラーに照射し、複数の光ビームを前記ポリゴンミラーの回転によって走査光とし、複数の走査光が同時に複数の感光体を走査して露光することにより各感光体に潜像を形成する光走査装置において、光走査装置は、光源と、光源から出射した複数の光ビームをポリゴンミラーに向けて出射する光学系とを有する１次光学系ユニットと、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで反射した光ビームを感光体へ向けて出射する光学系とを有する２次光学系ユニットとを有し、１次光学系ユニットは、２次光学系ユニットに対して着脱自在に構成され、１次光学系ユニットと２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットが、感光体を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されていることを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、１次光学系ユニットは、光源として第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオード、第３のレーザダイオード、及び第４のレーザダイオードを有し、さらに第２ないし第４のレーザダイオードから出射した光ビームを反射させる第１ミラーと、第１のレーザダイオードから出射した光ビーム、及び第１ミラーで反射した光ビームを反射させる第２ミラーと、第２ミラーを出射した光ビームに作用する１次光学系シリンドリカルレンズと、１次光学系シリンドリカルレンズを出射した光ビームをポリゴンミラーに向けて反射させる第３ミラーとを有し、２次光学系ユニットは、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを出射した光ビームに作用するｆθレンズと、ｆθレンズを出射した光ビームを感光体の表面に向けて収束させる２次光学系シリンドリカルレンズとを備えることを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、感光体の表面における走査方向を主走査方向とし、複数の感光体の配列方向を副走査方向とし、ｆθレンズは、第１ｆθレンズ及び第２ｆθレンズによって構成され、ポリゴンミラーから出射した個々の光ビームは、主走査方向に平行光でかつ副走査方向に拡散光であって、かつ複数の光ビームのそれぞれの光軸が副走査方向ではそれぞれの光軸が互いに角度をもって広がって進行し、第１ｆθレンズと第２ｆθレンズは、主走査方向に平行光である個々の光ビームを感光体表面でほぼ収束する収束光に変換し、第２ｆθレンズは、副走査方向に広がっていく複数の光ビームを、複数の光ビームの光軸が互いに平行となるように変換し、２次光学系シリンドリカルレンズは、第２ｆθレンズを出射した光ビームの副走査方向のみに作用して、個々の光ビームが平行光でかつ複数の光ビームの光軸が互いに平行である光ビームを、個々の光ビームが感光体表面でほぼ収束するように変換するとともに、複数の光ビームが感光体表面にほぼ収束するように変換することを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１ないし第３のいずれか１の技術手段において、２次光学系ユニットは筐体の内部にポリゴンミラーを含む複数の光学要素を配置することによって構成され、１次光学系ユニットは、光学要素を配置した筐体の底面側から前記２次光学系ユニットに装着されて構成されていることを特徴としたものである。
【００１６】
第５の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段において、１次光学系ユニット及び２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、感光体を備えた画像形成装置の性能に応じて組み替えできるように、取り外し可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００１７】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、１次光学系ユニット及び／または２次光学系ユニットは、画像形成装置の性能に応じて光学要素の配置位置を変更して組み替えるための位置決め手段を有し、光学要素を組み替える場合に、不必要な光学要素を取りはずして位置決め手段に必要な光学要素を配置可能としたことを特徴としたものである。
【００１８】
第７の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段において、１次光学系ユニット及び２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、入射する光ビームに対する角度または位置が調整可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００１９】
第８の技術手段は、第７の技術手段において、調整可能な光学要素は、第２ミラー、第３ミラー、及び２次光学系シリンドリカルレンズを含むことを特徴としたものである。
【００２０】
第９の技術手段は、第７または第８の技術手段において、角度または位置を調整するための調整手段は、各光学系ユニットの一方の側から操作可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００２１】
第１０の技術手段は、第９の技術手段において、各光学系ユニットの一方の側は、光学系ユニットが取り付けられる画像形成装置の操作側であることを特徴としたものである。
【００２２】
第１１の技術手段は、第１ないし第１０のいずれか１の技術手段において、２次光学系ユニットの筐体に２本の固定用シャフトを備え、１次光学系ユニットと２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットは、固定用シャフトによって画像形成装置に固定されることを特徴としたものである。
【００２３】
第１２の技術手段は、第１１の技術手段において、固定用シャフトに対して光走査装置の筐体を高さ方向に３点で支持して固定可能としたことを特徴としたものである。
【００２４】
第１３の技術手段は、感光体と、第１ないし第１２のいずれか１の技術手段における光走査装置とを備え、光走査装置によって感光体に潜像を形成し、潜像を顕像化することで画像形成を行うことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光走査装置は、ユニット化されて作製されているため、画像形成装置本体に対する着脱が可能となる。例えば、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、上述のように１次光学系や２次光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することもでき、さらには光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することができる。またこれにより、光走査装置のユニット及びその光学要素を画像形成装置の複数の機種、あるいは複数の仕様で共用することができる。
【００２６】
さらに本発明によれば、１次光学系の基板上に光学要素を配置していくことで１次光学系のユニットを作製し、得られたユニットを天地逆向きにして２次光学系の筐体内部の所定の設置位置に、その筐体下方（底面側）から組み付けることにより、１次光学系と２次光学系のユニット同士の着脱が容易となり、またミラー等の光学要素側には一切配線が現れず、配線が容易となる。
【００２７】
さらに本発明によれば、画像形成装置の仕様変更に対応できるようにするために、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておくことにより、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その使用に応じて光学要素をそのまま使用することができ、コスト面で大きな効果が得られる。また１次光学系では、コリメータレンズからシリンドリカルレンズでの間は、光ビームが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行であるため、光路長を自由に設定することができ、空間的制約に柔軟に対応することができる。また２次光学系では、高価なｆθレンズを仕様変更後も使用できるようにすることで、コスト面で大きな効果が得られる。
【００２８】
さらに本発明によれば、レーザダイオードから出射した光ビームを各色用の感光体ドラムまで導く光路上のミラーやレンズ等の光学要素について、それら光学要素に入射する光ビームに対する該光学要素の角度や位置を調整可能とする調整機構を備えることにより、光ビームの調整を適宜行うことができる。
【００２９】
さらに本発明によれば、上記調整機構は、光走査装置として構成されたユニットの一方の側、例えば、光走査装置を画像形成装置に組み込んだときの、画像形成装置の操作側（前面側）に配置することにより、光学要素の調整を画像形成装置の操作側から簡単に行うことができる。
【００３０】
さらに本発明によれば、光走査装置のユニットに主走査方向に平行なシャフトを設け、シャフト固定部材でシャフトを固定することにより、副走査方向へのずれが少なく高い取り付けの精度でユニットを画像形成装置に取り付けることができる。
【００３１】
さらに本発明によれば、１方の固定用シャフトのほぼ中央部で１点、及び他方の固定用シャフトで２点の計３点で光走査装置の筐体を支持することにより、支持点が３点になるため、その３点で面が決定されて光走査装置のユニットの支持安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の光走査装置が使用される画像形成装置の構成例を示す図である。画像形成装置は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するものである。そして、図示するように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８、排紙トレイ９等を有して構成されている。
【００３３】
なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
【００３４】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられることもある。
【００３５】
露光ユニット１は、本発明に関わる光走査装置に該当するものであり、図１に示すようにレーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット１を構成する光走査装置の構成は、後述して具体的に説明する。また露光ユニット１は、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。
【００３６】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００３７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、中間転写ローラ６５、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６６を備えている。上記中間転写ローラ６５は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。
【００３８】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、及び中間転写ローラ６５は、中間転写ベルト６１を張架し、矢印Ｍ方向に回転駆動させる。また各中間転写ローラ６５は、中間転写ベルトユニット６の中間転写ベルトテンション機構６３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。
【００３９】
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４０】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６５によって行われる。中間転写ローラ６５には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００４１】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
【００４２】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００４３】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、若しくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６６によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６６には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６４で支持されている。
【００４４】
給紙カセット８は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置の露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置の上部に設けられている排紙トレイ９は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００４５】
また、画像形成装置には、給紙カセット８のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８から排紙トレイ９までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｅ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。
【００４６】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｅは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１は、給紙カセット８の端部近傍に備えられ、給紙カセット８からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００４７】
また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００４８】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００４９】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。上述のように画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット８が設けられている。給紙カセット８からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１が配置され、シートを１枚ずつ搬送路Ｓに導くようになっている。
【００５０】
給紙カセット８から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ１２ｃを経て排紙トレイ９上に排出される。
【００５１】
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｃでチャックされたときに、搬送ローラ１２ｃが逆回転することによってシートを搬送ローラ１２ｄ，１２ｅに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９に排出される。
【００５２】
次に本発明に光走査装置の実施形態を具体的に説明する。
本実施形態の光走査装置は、上記のように複数の感光体ドラム３を有し、複数本の光ビームによって各感光体ドラム３を同時に走査露光して各感光体ドラム３に互いに異なる色の画像を形成し、各色の画像を同一の転写媒体上に重ね合わせることによってカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置に適用可能である。
【００５３】
上述のように、画像形成装置には、ブラック（Ｋ）画像形成用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）画像形成用の感光体ドラム、マゼンタ（Ｍ）画像形成用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）画像形成用の感光体ドラムが略等間隔で配置されている。タンデム方式の画像形成装置は、各色の画像を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。
尚、以下では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙによって、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローをそれぞれ表すものとする。
【００５４】
感光体ドラム３を露光するための本発明に係る光走査装置は、それぞれユニット化された１次光学系（入射光学系）と、２次光学系（出射光学系）とから構成される。１次光学系は、ＹＭＣＫの光ビームをそれぞれ出射する４つの半導体レーザと、これらの光ビームを２次光学系のポリゴンミラー２０１（回転多面鏡）に導くミラー及びレンズ等の光学要素とを備えている。また２次光学系は、被走査体である感光体ドラム３上にレーザビームを走査する上記ポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素、及び光ビームを検出するＢＤセンサ等を備えている。また、上記ポリゴンミラー２０１は、各色で共有する構成を採用している。
【００５５】
図２は、本発明の光走査装置の１次光学系ユニットの構成例を示す平面図、図３は図２の１次光学系ユニットの斜視概略図である。図２及び図３において、１００は１次光学系ユニット、１０１はレーザダイオード、１０２はコリメータレンズ、１０３はアパーチャ、１０４はレーザドライブ基板、１０５はレーザホルダ、１０６はレンズホルダ、１０７は鏡筒、１０８は取付けネジ、１１０は第１ミラー、１１１は第２ミラー、１１２はシリンドリカルレンズ、１１３は第３ミラー、１２０は１次光学系の光学要素を配設する基板である。
【００５６】
Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用の各レーザダイオード１０１は、光源駆動手段としてのレーザ駆動回路（図示せず）によって駆動される。このレーザ駆動回路には、画像形成装置の制御部から出力される各種制御信号や画像処理部から供給される画像データが入力され、これら制御信号及び画像データに従って各レーザダイオード１０１の発光を制御する。
【００５７】
各レーザダイオード１０１のレーザ出射側には、それぞれＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用のコリメータレンズ１０２が配設されている。各レーザダイオード１０１から出力された光ビームは、ほぼ楕円形状の拡散光であり、各色毎に備えられたコリメータレンズ１０２によって平行光とされる。各色のコリメータレンズ１０２の後には、所定の間隙をもったアパーチャ（スリット）１０３が配置され、光ビームの径が規制される。なお、本明細書において、平行光とは、ビームが進行してもその光束の径が変わらない状態を指すものとし、複数のビームの光軸が互いに平行である状態と区別する。
【００５８】
上記各レーザダイオード１０１はレーザホルダ１０５に取り付けられている。レーザホルダ１０５は、１次光学系の基板上に一体形成されているレンズホルダ１０６の背面側に取り付けられる。またコリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３が配置された鏡筒１０７がレンズホルダ１０６の前面側に取り付けられる。レーザダイオード１０１から発光した光ビームは、コリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を介して鏡筒１０７の外部前方に出射する。
【００５９】
Ｋ用レーザダイオード１０１の鏡筒１０７から出射した光ビームは、Ｋ用コリメータレンズ１０２とＫ用アパーチャ１０３を経て、第２ミラー１１１に向かう。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ用のレーザダイオード１０１の鏡筒１０７から出射した光ビームは、それぞれＣ，Ｍ，Ｙ用のコリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を経て、第１ミラー１１０に入射する。第１ミラー１１０は、Ｃ，Ｍ，Ｙ用の光ビームのそれぞれを個別に反射する３つのミラーから構成され、これらミラーによって反射された各色用の光ビームは、上記Ｋの光ビームの進行方向に向かって進み、第２ミラー１１１に入射する。
【００６０】
各色のレーザダイオード１０１は、副走査方向（基板面に垂直な方向）について、互いに異なる高さに配置されている。高さの差は例えば約２ｍｍに設定されている。そして第１ミラー１１０は、対応するレーザダイオード１０１から出射した光ビームのみを反射し得る位置に配置されている。また第１ミラー１１０を構成する３つ（Ｃ，Ｍ，Ｙ用）のミラーは、主走査方向から見てＫ用レーザダイオード１０１から出射した光ビームに重なる位置に配置されている。
【００６１】
上記のような構成により、Ｋ用レーザダイオード１０１から出射したＫ用の光ビームと、第１ミラー１１０によって反射されたＣ，Ｍ，Ｙ用の光ビームは、主走査方向については全て一致し、副走査方向についてはずれ（高低差）を有して、それぞれの光ビームの光軸が互いに平行となって第２ミラー１１１に入射する。そしてここでは、各コリメータレンズ１０２を出射した各色用の光ビームは、光ビームが進行してもその光束の径が変わらない平行光である。
【００６２】
第２ミラー１１１は、入射したＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各色用の光ビームをシリンドリカルレンズ１１２に入射させる。シリンドリカルレンズ１１２は、入射した各色用の光ビームを副走査方向に集束するために配されている。そしてシリンドリカルレンズ１１２を出射した各色用の光ビームは、第３ミラー１１３で反射され、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。
【００６３】
ここでは、シリンドリカルレンズ１１２は、副走査方向にレンズパワーを有しており、シリンドリカルレンズ１１２からポリゴンミラー２０１までの光路長に従って、副走査方向にはポリゴンミラー２０１の反射面近傍で光ビームが収束するように設定されている。すなわち、それぞれが平行光となってシリンドリカルレンズ１１２に入射した各色用の光ビームは、副走査方向ではポリゴンミラー２０１の反射面の表面でほぼ収束する。また同時に光軸が互いに平行となってシリンドリカルレンズ１１２に入射した各色用の光ビームは、副走査方向についてポリゴンミラー２０１の表面のほぼ同一位置に収束する。
【００６４】
このシリンドリカルレンズ１１２は、主走査方向にはレンズパワーを有していないため、入射した各色用の光ビームは、主走査方向についてはそのまま平行光として出射して、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。通常、ポリゴンミラー２０１に対して、主走査方向には平行光を入射させる。主走査方向に収束光であると、後述するｆθレンズによって負の像面湾曲が生じて好ましくない。また副走査方向については、反射面の面倒れを補正するために、反射面の表面に収束させるようにする。例えば、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射させる光ビームの副走査方向の位置は、反射面の高さ方向での中央近傍となる。
【００６５】
本実施形態の光走査装置では、ＹＭＣＫ用の４本の光ビームを２次光学系の１つのポリゴンミラー２０１で偏向させる。この場合、ポリゴンミラー２０１を経た後に４本の光ビームを分離できるようにし、かつ、各色用の光ビームに主走査方向のずれが生じないようにする必要がある。このために、１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２から出射した４本の光ビームが、ポリゴンミラー２０１に対して、主走査方向については同一方向から同一位置に入射し、副走査方向については角度差のある方向から略同一位置に入射するように設定する。これらの光路設定は、上記の副走査方向に高低差を持ったレーザダイオード１０１の配置によって、各色用の光ビームが主走査方向については全て一致し、副走査方向について所定の高低差を有して進行することによって実現されている。これにより、走査光学系によって、各色用の光ビームを分離することができる。
【００６６】
また上記の構成により、１次光学系の各色用のコリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの光路上では、各色用の光ビームは平行光でかつその光軸が互いに平行であるため、コリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの光路長を自由に設定することができる。
【００６７】
図４は、光走査装置の２次光学系の構成例を示す図で、２次光学系ユニットの筐体内部を上面からみた構成図を図４（Ａ）に、側面からみた筐体２２３内部及び感光体の概略構成を図４（Ｂ）に示すものである。図４において、２００は２次光学系ユニット、２０１はポリゴンミラー、２０２は第１ｆθレンズ、２０３は第２ｆθレンズ、２０４はＫ用ミラー、２０５はＣ用第１ミラー、２０６はＣ用第２ミラー、２０７はＣ用第３ミラー、２０８はＭ用第１ミラー、２０９はＭ用第２ミラー、２１０はＹ用第１ミラー、２１１はＹ用第２ミラー、２１２はＹ用第３ミラー、２１３は同期ミラー、２１４はＢＤセンサレンズ、２１５はＢＤセンサ、２２０は各色用のシリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂは固定用シャフト、２２２は１次光学系ユニットの設置位置、２２３は筐体、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠である。
【００６８】
ポリゴンミラー２０１は、回転方向に複数（例えば７つ）の反射面を有し、図示しないポリゴンモータによって回転駆動される。ポリゴンモータは、ポリゴンミラー２０１を設置する筐体２２３の裏面側凹部に設置され、さらにその凹部を密閉するための蓋が設けられる。またポリゴンモータには放熱のためのフィンが設けられる。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射して第３ミラー１１３で反射した各色の光ビームは、２次光学系のポリゴンミラー２０１の反射面によって反射し、その後の各光学要素を介して感光体ドラム３を走査する。
【００６９】
上記のように、副走査方向について角度差を有してポリゴンミラー２０１に入射した各レーザビームは、その後も角度差を維持し、第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３よりなる走査光学系を経た後に分離される。
第１ｆθレンズ２０２は、主走査方向にレンズパワーを有している。これにより主走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した平行光の光ビームを、感光体ドラム３表面で所定のビーム径となるように収束させる。また第１ｆθレンズ２０２は、ポリゴンミラー２０１の等角速度運動により主走査方向に等角速度で移動する光ビームを、感光体ドラム３上の走査ライン上で等線速で移動するように変換する機能を有している。
【００７０】
また第２ｆθレンズ２０３は、主に副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した拡散光の光ビームを平行光に変換する。また第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にもレンズパワーを有していて、第１ｆθレンズ２０２の機能を補完してビーム径の制御及びビーム等線速移動を精度よく実行できるようにしている。
【００７１】
上記の第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、樹脂によって作製される。ｆθレンズの所望の特性を得るための非球面形状を形成するために、ｆθレンズには樹脂材料を用いることが好適である。特に、第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向と副走査方向の両方にレンズパワーを持っているため、これを実現する複雑な非球面形状を得るためには、樹脂材料を用いて作製することが好ましい。樹脂材料は、透明性、成形性、光弾性率、耐熱性、吸湿性、機械的強度、コスト等の特性を考慮して最適な材料が選択される。
【００７２】
上記ポリゴンミラー２０１で分離され、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した各色用の４本の光ビームのうち、Ｋ用の光ビームは、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を経て、Ｋ用ミラー２０４で反射し、Ｋ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｋ）に入射する。感光体ドラム３上ではその走査領域に描画が行われる。
また分離されたＹ用の光ビームは、Ｙ用第１〜第３ミラー２１０，２１１，２１２で反射して、Ｙ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｙ）に入射する。同様に、分離されたＣ用の光ビームは、Ｃ用第１〜第３ミラー２０５，２０６，２０７で反射して、Ｃ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｃ）に入射する。また分離されたＭ用の光ビームは、Ｍ用第１〜第２ミラー２０８，２０９で反射して、Ｍ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｍ）に入射する。
【００７３】
２次光学系において各色用のシリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向について、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３上で所定のビーム径となるように収束させる。また主走査方向については、上述の第１ｆθレンズ２０２で収束光となった光ビームがそのまま感光体ドラム３上で収束する。シリンドリカルレンズ２２０は、樹脂を用いて形成されている。光走査装置のような走査幅全域をカバーする長尺のシリンドリカルレンズ２２０は、樹脂レンズとすることが好適である。
【００７４】
シリンドリカルレンズ２２０を出射した各色の光ビームは、帯電された感光体ドラム３を画像データに応じて露光する。これにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。そして現像器によって、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像がＹＭＣＫのトナーによりそれぞれ顕像化される。
【００７５】
以下に上述の実施形態における各光学要素間の各色の光ビームの状態を整理して説明する。図５は、上記１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図で、図５（Ａ）は、主走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図で、図５（Ｂ）は、副走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図である。
【００７６】
まず図５（Ａ）に示す主走査方向の光ビームの挙動を説明する。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射した光ビームは、拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。このときの主走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は約３０°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて、そのアパーチャ１０３の開口によって光ビームの径が規制される。アパーチャ１０３の主走査方向の開口径はここでは約７ｍｍである。
【００７７】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、第１ミラー１１０及び第２ミラー１１１（Ｋについては第２ミラー１１１のみ）（図５では図示せず）を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、主走査方向にレンズパワーを有しないため、ここでは入射した平行光はそのままの状態で通過する。
シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、第３ミラー１１３（図５では図示せず）を経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。図示するようにポリゴンミラー２０１の反射面は、その回転に伴って主走査方向に角度が変化する。
【００７８】
ポリゴンミラー２０１で反射した平行光の光ビームは、等角速度で主走査方向に移動しながら第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にレンズパワーを有しており、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３表面で収束する収束光に変換する。また等角速度で主走査方向に移動する光ビームを、感光体ドラム３表面の走査ライン上で等線速で移動するよう変換する。
第２ｆθレンズ２０３は、第１ｆθレンズ２０２を補完するもので、第１ｆθレンズ２０２から出射した光ビームを更に補正して、光ビームが目的の挙動を示すようにするものである。
【００７９】
また上記第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図５では図示せず）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、主走査方向にレンズパワーを有していないため、第２ｆθレンズ２０３を出射した光ビームは、主走査方向には作用を受けずに感光体ドラム３へ向かう。このときに感光体ドラム３上の主走査方向の光ビームのスポット径は、約６０μｍである。
【００８０】
次に図５（Ｂ）に示す副走査方向の光ビームの挙動を説明する。レーザダイオード１０１から出射した光ビームは、主走査方向と同様に拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。ただしこのときの副走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は主走査方向より小さく約１１°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて光ビームの径がその開口により規制される。アパーチャ１０３の開口径はここでは約２ｍｍである。
【００８１】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、第１ミラー１１０及び第２ミラー１１１（Ｋについては第２ミラー１１１のみ）（図５では図示せず）を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した平行光はポリゴンミラー２０１の反射面でほぼ収束する収束光に変換される。ここでは、シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、第３のミラー１１３（図４では図示せず）を経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。副走査方向については反射面の高さ方向のほぼ中央に光ビームを収束させる。このときポリゴンミラー２０１の反射面と感光体ドラム３表面との間で共役関係を生成しておくことにより、反射面の面倒れを補正する。
【００８２】
ポリゴンミラー２０１で反射した光ビームは、拡散光となって第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した拡散光の光ビームはそのまま通過する。
第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、拡散光で入射した光ビームを副走査方向に平行光となるように変換する。
【００８３】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図５では図示せず）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有していて、第２ｆθレンズ２０３を出射した平行光の光ビームは、感光体ドラム３表面でほぼ収束する光に変換される。このときに感光体ドラム３上の光ビームの副走査方向のスポット径は、約６７μｍである。
【００８４】
図６は、副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。ＹＭＣＫの４つの色用の光ビームの光路を考えるとき、上述のように主走査方向にはこれら４つの光ビームが同一の位置を通るが、副走査方向には、レーザダイオード１０１の高さの差の分だけ互いに離れてレーザダイオード１０１から出射する。
【００８５】
図６に示すように、４つのレーザダイオード１０１（ＹＭＣＫ用）から出射してコリメータレンズ１０２を通過した４つの光ビームは、その光軸が互いに平行となって１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。シリンドリカルレンズ１１２では、４つの光ビームのそれぞれを、ポリゴンミラー２０１の反射面上のほぼ中央に収束するように変換する。つまり、副走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して互いに角度差をもって４つの光ビームがほぼ同一位置に収束する。なお主走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して４つのビームが同一方向から同一位置に入射する。なお、図６においても、第１のミラー１１０ないし第３のミラー１１３はその図示を省略している。
【００８６】
ポリゴンミラー２０１で反射した４つの光ビームは、再び互いに角度差をもって拡散し、第１ｆθレンズ２０２から第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した４つの光ビームはそのまま通過する。第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した４つの光ビームをその光軸が互いに平行となるように変換する。
【００８７】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図６では図示せず）が設けられているが、これらのミラーは、第２ｆθレンズ２０３を出射した４つの光ビームの光軸のずれを利用して、４つのビームを切り分けてそれぞれ目的の感光体ドラム３上に導いている。また２次光学系の第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０までの光路長は、各色用の４つの光ビームにおいて全て同一となっている。
【００８８】
次に光ビームの感光体ドラム３上での主走査の開始前に、光ビームを検知して書き出しの基準信号を発生させるためのＢＤ（Beam Detect）センサの設置例について説明する。
ポリゴンミラー２０１で反射して感光体ドラム３へ向かう光ビームのうち、感光体ドラム３上での画像形成に使用される光ビーム、すなわち主走査ラインを走査するための光ビームを主走査ビームとする。ここで主走査ビームが走査する際に通過する空間領域を画像領域とし、画像領域以外の領域を非画像領域とする。
【００８９】
光ビームが感光体ドラム３を走査するとき、光ビームは主走査ラインを定期的に走査する。このときに、感光体ドラム３は回転しているので、感光体ドラム３は一定期間ごとに異なる場所を走査されることになる。光ビームが走査される毎に、走査ラインの書き始めの位置は同一である必要がある。
この走査ラインの書き始めの位置を検出するために、光走査装置には同期検出装置が設けられている。図４を参照して説明すると、同期検出装置は上記非画像領域の光ビームを同期検出ビームとして検出するためのＢＤセンサ（同期検出センサ）２１５と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを導く案内手段である同期検出ビームの折り返しミラー（同期ミラー）２１３と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを集光するＢＤセンサレンズ２１４を有して構成されている。
【００９０】
上記同期検出ビームは、同期をとるための信号であり、ポリゴンミラー２０１を出射した光ビームが、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した後に、同期ミラー２１３で反射された光ビームである。同期検出ビームは、同期ミラー２１３により折り返され、ＢＤセンサレンズ２１４を介してＢＤセンサ２１５に到達する。このＢＤセンサ２１５は受光量に応じたセンサ信号を出力する。そして、光走査装置の制御部（例えば後述するＬＳＵコントローラ）は、ＢＤセンサ２１５からのセンサ信号に基づいて、画像書き込み開始位置を決定するための同期信号（ＢＤ信号）を生成する。具体的にはＢＤセンサ２１５の受光量が、少なくともそのレーザビームが感光体ドラム３を露光して静電潜像を形成するのに必要な光量以上の場合に、ＢＤ信号が生成される。ＢＤ信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書出し開始位置の同期が取られる。
【００９１】
また同期検出装置は、ＢＤセンサ２１５で光ビームが検出できない場合にエラー信号を出力する。光走査装置が組み込まれた画像形成装置では、装置の運転を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることで、走査方向の書き始めの位置の不具合をユーザに知らせる。
【００９２】
上記の主走査方向の書き出し位置を検出するＢＤセンサ２１５は、Ｋ用光ビームの光路上のみに備えられ、４つの光ビームのうちのＫ用の光ビームのみに対応させ、他の色用の光ビームには、これを参照させることにより、予め決定された画像データの書き出し開始タイミングによって走査を開始させるようにしている。
【００９３】
そしてさらに本実施形態では、上記光ビームの主走査方向の書き出し開始位置を検出するＢＤセンサ２１５に加えて、ＹＭＣＫ用の各色の副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサが設けられる。なおここでは、副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサのうち、Ｋ用のＢＤセンサについては、上記主走査方向の書き始めの位置検出用のＢＤセンサ２１５と併用してもよい。
【００９４】
図７は、上記光ビームの副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサについてその構成を模式的に示す図で、図中、２１６は副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサ、点線ａはＫ用の光ビームの画像領域を示す光路、点線ｂ〜ｅは非画像領域の各色用の光ビームの光路をそれぞれ示すものである。なお、図７は、ＢＤセンサ２１６の配置を概略的に示すもので、ミラーやレンズ等の要素は省略され、光路も簡略化されている。またシリンドリカルレンズ２２０におけるＹＭＣＫの各色用の光ビームの走査幅は同一である。
【００９５】
図７に示すように、副走査方向の書き込み位置を検出する各色用の４つのＢＤセンサ２１６を２次光学系に設ける。各色用のＢＤセンサ２１６は、ＹＭＣＫの各色用の非画像領域の光ビームをそれぞれ検出して、副走査方向の書き込み位置が適性であるかどうかを判断できる位置に配置される。
このときに、感光体ドラム３に向かう光ビームの光路上で、その非画像形成領域に直接ＢＤセンサ２１６を配置すればシンプルな構成となって好適である。また、非画像領域部分のスペースの制約から、ＢＤセンサ２１６を２次光学系の所望の位置、例えば他の光学要素がなく光路からも外れた空間的に余裕のある位置に配置したい場合には、各色ごとに折り返しミラーを適宜採用して、非画像領域の光ビームを各ＢＤセンサ２１６に導くように構成することができる。
【００９６】
上記副走査方向の書き込み位置検出用のＢＤセンサ２１６も、上記の主走査方向の書き始めの位置検出用のＢＤセンサ２１５と同様に、光ビームの検出の可否によって、各光ビームの副走査方向の書き込み位置が適性かどうかを判別する。そして光走査装置は上記各色用のＢＤセンサ２１６で光ビームが検出できない場合にエラー信号を出力する。光走査装置が組み込まれた画像形成装置では、装置の運転を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることで、副走査方向の書き込み位置の不具合をユーザに知らせる。この場合、エラーが検出された色用のレーザダイオード１０１自体が発光されていない場合や、光路上のミラーや他の光学要素の位置ずれ等が考えられ、これらの原因を検証した上で、調整を行うことになる。
【００９７】
上記副走査方向の書き込み位置検出用のＢＤセンサ２１６、及び主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０を出射した後の光ビームを検出する構成と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０以前の光路上で光ビームを検出する構成とのいずれかを採用することができる。
２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の後で光ビームを検出する構成を採った場合、シリンドリカルレンズ２２０によって主走査方向及び副走査方向に光ビームが絞られているため、光ビームの単位面積あたりのパワーが大きくなっている。従って、ＢＤセンサ２１６の感度が相対的に低くなっても光ビームを検出することができる。
【００９８】
また２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０以前で光ビームを検出する構成を採った場合、特に２次光学系の第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０の間で光ビームを検出する構成を採った場合には、第２ｆθレンズ２０３を出射した後に、副走査方向で各ビームの光軸が互いに平行になって進行するために、ＢＤセンサ２１５，２１６の取り付けに関する位置決めの許容範囲が大きくなり、ＢＤセンサ２１５，２１６をユニットと一体的に構成することができ、装置の小型化、あるいは取り付け精度（光ビームの調整精度）の向上といった効果が得られる。あるいはＢＤセンサ２１５，２１６として比較的精度の低いセンサを適用することができる。
【００９９】
上記のようにＢＤセンサ２１５，２１６の配設位置は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の前後で異なる効果が得られるが、目的とする検出精度や使用するセンサ、あるいはＢＤセンサ２１５，２１６を配置する空間的条件等から適宜最適な位置を選択することができる。ここでは、ＢＤセンサ２１５，２１６を光走査装置のユニットと一体で構成することができるので、装置の小型化や、センサの取り付け精度の向上（光ビームの調整精度の向上）を図ることができる。
【０１００】
図８は、本実施形態に適用可能なＢＤセンサの構成例を説明するための図である。ここでは、上記の副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサ２１６と、主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５の両方に対して図８の構成を適用することができる。図８（Ａ）は、一般的なＢＤセンサの構成例を示す図で、ＢＤセンサ２１５（２１６）は、例えば２ｃｍ角程度の大きさを有するフォトダイオードによる受光部２１７を備えている。光走査装置（ＬＳＵユニット）を製造するときに、受光部２１７のセンタ位置に光ビームＬが入射するように組み立てる。
【０１０１】
上記のように構成した場合、例えば印字ずれ等の印字の乱れが生じたときに、図８（Ｂ）または図８（Ｃ）のように受光部２１７から光ビームＬがほぼ外れた時点でエラー信号が出力される。すなわち、光ビームＬのビーム径に比して受光部２１７の面積が大きい場合は、その検出精度は相対的に低くなる。
ここで本実施形態では、図９に示すように、ＢＤセンサ２１５の受光部２１７に検出精度を上げるためのマスク２１８を付与する。マスク２１８には、受光部２１７の狭い範囲のみを開口するスリットが形成される。スリットは、例えば１ｍｍ程度の幅を持つように形成される。そしてこのスリットによって、露出している受光部に光ビームＬが入射するときには、光ビームＬの書き込み位置が適性であることが判断され、さらに光ビームＬの位置が僅かでも動いてスリットの開口部から外れたときに、受光部２１７では光ビームＬを検知できなくなりエラーとなる。このような構成によって、ＢＤセンサ２１５（２１６）による光ビーム位置検出の精度を高めることができる。
【０１０２】
図１０は、上記光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
ＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の画像処理部４０２の画像メモリ等から出力される画像データ信号を入力し、画像形成装置の本体制御部４０１から送られてくる走査開始タイミングに合わせてレーザドライバ回路（ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ）３０２に送り、レーザダイオード（ＬＤ）１０１を点灯制御する。
またＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の主走査方向の仕様に合うようにポリゴンミラーを駆使するポリゴンモータ３０３の基準回転動作を制御する。また主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５が光ビームを受光することにより主走査のタイミングを検出し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。また副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサ２１５の検出信号を入力し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。ＬＳＵコントローラ３０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により構成される。
【０１０３】
次に本実施形態における光学要素の調整機構について説明する。本実施形態の光走査装置は、レーザダイオード１０１から出射した光ビームを各色用の感光体ドラム３まで導く光路上のミラーやレンズ等の光学要素について、いくつかの調整機構を備えている。調整機構は、光学要素に入射する光ビームに対する該光学要素の角度や位置を調整可能とするものである。これらの調整機構は、光走査装置の組み立て調整時、あるいは組み立て後の任意の時点で適宜調整を行うことができる。
【０１０４】
本実施形態の光走査装置は、１次光学系の第２ミラー１１１、第３ミラー１１３、及び２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０に上記調整機構が備えられている。ただし角度や位置を調整する機構は、これらのみならず、２次光学系の折り返しミラー等に適宜備えられる。例えば、上記ＢＤセンサ２１５により検出した主走査方向の書き始めの位置は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の前の最終ミラーの角度を変更することによって調整される。
【０１０５】
以下に１次光学系の第２及び第３ミラー１１１，１１３の調整機構について説明する。本実施形態の光走査装置は、１次光学系の第２ミラー１１１及び第３ミラー１１３がそれぞれその角度を可変に設定されている。これら第２ミラー１１１及び第３ミラー１１３は、それぞれ主走査方向と副走査方向との光ビームの光路調整を分担して機能している。
【０１０６】
第２ミラー１１１は、図３に示す矢印Ａの方向にその角度を調整することができる。すなわち、第２ミラー１１１は、レーザダイオード１０１から出射した副走査方向に光軸が平行な４つの光ビームの反射光路を、主走査方向に調整可能に構成されている。第２ミラー１１１を角度可変とする構成は限定されるものではないが、例えば、第２ミラー１１１（もしくは第２ミラー１１１を保持する枠部）を矢印Ａ方向に回動可能に軸支する支持部材を設け、その支持部材を１次光学系の基板１２０上に固定する。そして、第２ミラー１１１の背面側に当接し、第２ミラー１１１を矢印Ａ方向に回動させる方向に進退する調整ねじを、上記支持部材に設ける。調整者はその調整ねじを適宜調整することにより、第２ミラー１１１の傾きを変更し、これによって第２ミラー１１１を出射した光ビームの主走査方向の光路を調整することができる。ここでは、調整ねじを第２ミラー１１１から離間する方向に調整したときに、第２ミラー１１１がその調整ねじの動きに追従するように、第２ミラー１１１を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１０７】
また第３ミラー１１３は、図３に示す矢印Ｂの方向にその角度を調整することができる。すなわち、第３ミラー１１３は、レーザダイオード１０１から出射した副走査方向に光軸が平行な４つの光ビームの反射光路を、副走査方向に調整可能に構成されている。第２ミラー１１１と同様に、第３ミラー１１３を角度可変とする構成は限定されるものではないが、例えば、第３ミラー１１３（もしくは第３ミラー１１３を保持する枠部）を矢印Ｂ方向に回動可能に軸支する支持部材を設け、その支持部材を１次光学系の基板１２０上に固定する。そして、第３ミラー１１３の背面側に当接し、第３ミラー１１３を矢印Ｂ方向に回動させる方向に進退する調整ねじを上記支持部材に設ける。調整者はその調整ねじを適宜調整することにより、第３ミラー１１３の傾きを変更し、これによって第３ミラー１１３を出射した光ビームの副走査方向の光路を調整することができる。ここでは、調整ねじを第３ミラー１１３から離間する方向に調整したときに、第３ミラー１１３がその調整ねじの動きに追従するように、第３ミラー１１３を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１０８】
上記の構成によって、１次光学系のシリンドリカルレンズを挟んだ前後の光路上の位置で、第２及び第３ミラー１１１，１１３によってそれぞれ主走査方向及び副走査方向の光路調整を行うことができる。
なお、第２ミラー１１１と第３ミラー１１３の他の構成例として、主走査方向及び副走査方向のいずれか一方向だけでなく、主走査方向と副走査方向の両方に角度調整を行うことができるように構成してもよい。この機構は、第２ミラー１１１または第３ミラー１１３のいずれか、もしくはその両方に付与することができる。
【０１０９】
この場合、例えば、第２／第３ミラー１１１，１１３を主走査側及び副走査側の両方に変位可能に保持する枠部を設け、その第２／第３ミラー１１１，１１３背面側の一点に当接調整ねじを設ける。そして調整ねじを調整したときに、背面側が押されたときはその部分が前面側に競り出して、結果的に主走査及び副走査方向の角度調整を可能としてもよい。この場合も調整ねじを第３ミラー１１３から離間する方向に調整したときに、第２／第３ミラー１１１，１１３がその調整ねじの動きに追従するように、第２／第３ミラー１１１，１１３を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１１０】
また上記の第２／第３ミラー１１１，１１３の調整機構は、光走査装置として構成されたユニットの一方の側から操作が可能に構成される。この一方の側は、例えば、光走査装置を画像形成装置に組み込んだときの、画像形成装置の操作側（前面側）に配置する。このような構成により、第２／第３ミラー１１１，１１３の調整を画像形成装置の操作側から簡単に行うことができる。
【０１１１】
次に２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構例について説明する。２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の長手方向と、感光体ドラム３の中心軸とは互いに平行となっている必要がある。本実施形態では、感光体ドラム３に対する２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度を調整可能な機構が設けられている。
【０１１２】
図１１は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構を説明するための図で、シリンドリカルレンズ２２０とその保持機構の斜視概略図を示すものである。図１１において、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠、２２５は奥側支持部、２２６は偏心カム、２２７は調整ねじ、２２８はばね部材、２２９は前面側支持部、２３０は枠に設けられた長穴である。またＲは装置の奥側を示し、Ｆは装置の前面側（操作側）を示している。
【０１１３】
上記のように、感光体ドラム３はＹＭＣＫの各色用に４本用意されている。そして２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０は、各色用の感光体ドラム３に光ビームを収束するために、それぞれの感光体ドラム３の下方部分に設けられている。各シリンドリカルレンズ２２０は、金属製の枠２２４の内部に保持されている。そして、シリンドリカルレンズ２２０の角度を調整するために、その金属製の枠２２４に奥側支持部２２５と前面側支持部２２９が設けられている。ここでは枠２２４を用いずに直接にシリンドリカルレンズ２２０を各支持部２２５，２２９によって支持してもよいが、枠２２４内にシリンドリカルレンズ２２０を保持させる方が、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからず特性を安定させることができる。
【０１１４】
奥側支持部２２５は、画像形成装置の奥側で枠２２４を矢印Ｃ方向に回動可能に支持している。そして前面側支持部２２９においては、枠２２４に形成された長穴２３０によって、前面側支持部２２９の支持軸が長穴２３０の中で変位可能に構成され、これにより、上記奥側支持部２２５の軸周りに、枠２２４が微少に回動できるようになっている。
【０１１５】
画像形成装置において、感光体ドラム３は、装置奥側の壁部の軸受け部で位置決めされて取り付けられる。感光体ドラム３の位置ずれは、上記装置奥側を支点として、装置手前側が副走査方向にずれることにより生じる場合が多い。装置奥側の感光体ドラム３の軸受け部は、本来的にその精度が非常に高く、感光体ドラム３を取り付けたときに奥側の軸受け部が副走査方向にずれてしまうことはほとんどない。
【０１１６】
従って、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０も、装置奥側に位置する部分に、その軸周りに枠２２４を微少回動させる奥側支持部２２５を設け、感光体ドラム３に生じる位置ずれと同様の動作を行うことにより、感光体ドラム３に対する角度調整を行うことができるようにしている。
【０１１７】
図１２は、２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。シリンドリカルレンズ２２０の副走査方向への角度調整は、調整ねじ２２７を進退させることによって行うことができる。ここでは、シリンドリカルレンズ２２０を支持する枠２２４の前面側の端部側面が、偏心カム２２６に当接している。調整ねじ２２７を矢印Ｄ方向に調整すると、偏心カム２２６は矢印Ｅ方向に回動し、枠２２４側面を押圧して矢印Ｆ方向に変位させる。枠２２４は、装置奥側で軸支されているため、上記矢印Ｆ方向への変位によって装置奥側の奥側支持部２２５の軸周りに回動変位する。ここでは、偏心カム２２６を枠２２４に当接させることにより、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからないように構成されている。
【０１１８】
シリンドリカルレンズ２２０の枠２２４の前面側端部には、ばね部材２２８が設置され、２次光学系の筐体２２３に対して枠２２４を矢印Ｇ方向に付勢している。調整ねじ２２７を矢印Ｈ方向に調整すると、偏心カム２２６が矢印Ｉ方向に回動し、ばね部材２２８の付勢作用によって枠２２４が矢印Ｇ方向に変位する。
このような構成により、シリンドリカルレンズ２２０の副走査方向の角度を調整ねじ２２７によって調整することができる。また本構成は、調整ねじ２２７が装置の前面側（すなわち画像形成装置の操作側）に配設されているため、上記第２／第３ミラー１１１，１１３の調整機構と同様に調整がしやすいという効果が生じる。
【０１１９】
次に、上記光走査装置の組み立て時における主要な光学要素の調整例について説明する。本実施形態の光走査装置は、１次光学系と２次光学系がそれぞれユニットとなって、これら各光学系を組み合わせることにより光走査装置が構成される。
１次光学系は例えばアルミ等のダイカストによって形成された基板１２０上に、各光学要素が配置されて構成されている。ここではダイカストの基板１２０上で一体的に構成することによって光学系の位置決め精度が確保される。また２次光学系は、筐体２２３の内部に各光学要素が配置されて構成されている。そして図４（Ｂ）に示すように、２次光学系が配置された筐体２２３の下側の設置位置２２２に、１次光学系のダイカストによるユニットを組み込んで構成する。また１次光学系及び２次光学系は、レンズやミラー等の各光学要素が取り外し可能に構成されている。
【０１２０】
このときに、１次光学系のユニットは、ダイカストの基板１２０に対して下側に光学要素が配置するように組み込まれる。すなわち、ダイカストの基板１２０上に光学要素を配置していくことで１次光学系のユニットを作製し、得られたユニットを天地逆向きにして２次光学系の筐体２２３内部の所定の設置位置２２２に、その筐体２２３下方（底面側）から組み付ける。天地逆向きにして下方から１次光学系を組み付けることにより、ミラー等の光学要素側には一切配線が現れず、配線が容易となるメリットもある。
【０１２１】
ここで本発明に関わる１次光学系及び２次光学系のユニット構成として、画像形成装置の使用や設計の変更にできるだけ対応できるように、光学要素の台座等の位置決め手段を予めダイカストの基板１２０もしくは筐体２２３の壁部に作製しておくようにしてもよい。 例えば、レーザダイオード１０１の仕様を変更し、異なるタイプのレーザダイオード（例えばレーザの発光部を二つ備えることにより２ラインを同時に走査するレーザダイオード）に付け替える場合に、レーザダイオードの付け替えによって光路の修正の必要が生じる場合がある。
【０１２２】
１次光学系の光学要素は、ダイカスト基板上の所定位置に配置され、一体化されていることにより精度を確保している。本実施形態では、上記のような仕様変更に対応できるようにするために、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておく。
仕様変更の際には、光走査装置から１次光学系の基板１２０を光学要素とともに取り出して、光学要素を取り外し、必要な光学要素を所定の位置決め手段に配設する。光学要素は必要に応じて交換してもよく、また配設位置を移動させるだけでもよい。
【０１２３】
このように構成することで、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その仕様に応じて光学要素をそのまま使用することができ、コスト面で大きな効果が得られる。また１次光学系では、コリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの間は、光ビームが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行であるため、光路長を自由に設定することができ、空間的制約に柔軟に対応することができる。
【０１２４】
上記の仕様変更のための光学要素の位置決め手段は、２次光学系のユニットに対しても適用することができる。例えば、印刷速度（画像形成速度）を高速化する場合に、感光体ドラム３の径が大きくなる場合がある。２次光学系における第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０までの光路長は、ＹＭＣＫの各色において互いに同一であるため、このような仕様変更に対応するには、シリンドリカルレンズ２２０の位置と、シリンドリカルレンズ２２０に光ビームを導くミラーの位置とを変更する必要が生じる。このような仕様変更にも対応できるように、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておく。仕様変更の際には、必要な光学要素を取り外し、必要な光学要素を所定の位置決め手段に配設する。
【０１２５】
このように構成することで、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その仕様に応じて光学要素をそのまま使用することができる。特に２次光学系では、高価なｆθレンズを仕様変更後も使用できるようにすることで、コスト面で大きな効果が得られる。
【０１２６】
図１３は、光走査装置を画像形成装置内部の所定位置で固定するためのシャフト構成を説明するための図で、図１３（Ａ）は露光ユニット１を操作側の左方からみた斜視概略図、図１３（Ｂ）は露光ユニットを操作側の右方からみた斜視概略図である。図１３において、２２１ａは第１の固定用シャフト、２２１ｂは第２の固定用シャフト、２３１ａ〜２３１ｃは第１固定用シャフトを固定する固定部材、２３２ａ，２３２ｂは第２の固定用シャフトに係合する係合部、ＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹはそれぞれＫ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の光ビームを模式的に示すものである。
【０１２７】
光走査装置は、上述のように筐体２２３内部に２次光学系の光学要素が配設され、さらに筐体２２３内部の所定位置に、１次光学系のユニットが配設されて構成されている。このように筐体２２３内部でユニット化された光走査装置は、プリンタ等の画像形成装置に対して着脱式に構成される。
【０１２８】
画像形成装置は、上述のように光走査装置（露光ユニット）が備えられ、その光走査装置よって感光体ドラム３を画像データに応じて露光する。本実施形態では、光走査装置は、筐体２２３内でユニット化されて作製されているため、画像形成装置本体に対する着脱が可能である。例えば、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、上述のように１次光学系や２次光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することもでき、さらには光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することができる。
【０１２９】
図４（Ｂ）においても示されているように、光走査装置の筐体２２３を画像形成装置内で固定するため、光走査装置の筐体２２３の両側面に２本の固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂが取り付けられる。そして、画像形成装置本体のフレーム内部には、各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂを固定支持する支持部が設けられ、固定支持されたシャフト２２１ａ，２２１ｂに対して筐体２２３が固定される。すなわち、光走査装置の筐体２２３は、２本の固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂによって、画像形成装置本体内で保持される。
【０１３０】
筐体２２３に固定される固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂは、その長手方向が感光体ドラム３の軸方向と平行な方向（すなわち主走査方向）に一致するように設けられている。そして光走査装置のユニットを、画像形成装置の前面側から奥側に向かって挿入することにより、光走査装置のユニットを所定の位置に位置せしめ、筐体２２３に設けられている係合部２３２ａ，２３２ｂ（図１３（Ｂ））を第２の固定用シャフト２２１ｂに係合させ、固定用部材２３１ａ〜２３１ｃを用いて第１の固定用シャフト２２１ａに筐体２２３を固定する。
【０１３１】
図１４は、第１の固定用シャフト２２１ａを固定する機構について説明するための図で、図１４（Ａ）は筐体要部の斜視概略図、図１４（Ｂ）は装置奥側と前面側に配設した第１及び第２の支持部材を示す図、図１４（Ｃ）は上記第１及び第２の支持部材の中間付近に配設した第２の支持部材を示す図、図１４（Ｄ）は第１の支持部材と第２の支部部材に第１の固定用シャフトを係合させた状態を示す図である。図１４において、２３３ａは第１の支持部材、２３３ｂは第２の支持部材、２３３ｃは第３の支持部材、２３４は第１（または第２）の支持部材の溝部、２３５は第３の支持部材の溝部である。
【０１３２】
図１４（Ａ）に示すように、操作側からみて筐体２２３の左側には、第１の固定用シャフト２２１ａを支持して固定するための第１〜第３の支持部材２３３ａ〜２３３ｃが設けられている。第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂは、装置の奥側と前面側（操作側）の２カ所に設けられ、それらの間に第３の支持部材２３３ｃが設けられている。
【０１３３】
上記各支持部材２３３ａ〜２３３ｃには、第１の固定用シャフト２２１ａを支持するための溝部２３４，２３５が設けられる。第１の固定用シャフト２２１ａはそれらの溝部２３４，２３５で支持され、感光体ドラム３の軸方向に移動可能である。そして各支持部材の溝部２３４，２３５に第１の固定用シャフト２２１ａを配置した状態で、図１３（Ａ）に示したごとくの固定用部材２３１ａ〜２３１ｃを各支持部材２３３ａ〜２３３ｃに取り付けることにより、第１の固定用シャフト２２１ａに各支持部材２３３ａ〜２３３ｃが固定される。筐体２２３の係合部２３２ａ，２３２ｂは第２の固定用シャフト２２１ｂに係合させてあるため、この状態で筐体２２３が各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂに対して固定される。
【０１３４】
上記の各支持部材２３３ａ〜２３３ｃのうち、実際に筐体を支持する支持部材は、中央の第３の支持部材２３３ｃである。図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示すように、第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂに設けられた溝部２３４の形状と、第３の支持部材２３３ｃに設けられた溝部２３５の形状とは異なっている。すなわち、第１の固定用シャフト２２１ａは、第３の支持部材２３３ｃの溝部２３５の内壁面に当接し、その溝部２３５の内壁面によって支持されるようになっている。
【０１３５】
これに対して、第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂの溝部２３４は、その上下方向の内壁面が第１の固定用シャフト２２１ａの表面から離間する位置となるように構成されている。すなわち第１の固定用シャフト２２１ａは、溝部２３４に対して上下方向には間隙をもって遊挿される状態となる。
第１の固定用シャフト２２１ａを各支持部材２３３ａ〜２３３ｃで支持したときに、図１４（Ｄ）に示すように、上下方向では第３の支持部材２３３ｃの１点によって第１の固定用シャフト２２１ａが支持され、第１及び第２の支持部材２３３ａ、２３３ｂは、上下方向には第１の固定用シャフト２２１ａを支持しない。第１及び第２の支持部材２３３ａ、２３３ｂは、主に水平方向のサポートを行っている。
【０１３６】
すなわち、上記のような構成により、筐体２２３は、第１の固定用シャフト２２１ａの中央部で１点、及び第２の固定用シャフト２２１ｂで２点の計３点で支持されるように構成される。この構成では支持点が３点になるため、その３点で面が決定されて筐体２２３の支持安定性が向上する。
【０１３７】
勿論、第１の固定用シャフト２２１ａを２点またはそれ以上の支持点で支持し、計４点以上の支持点で筐体２２３を支持するように構成してもよい。この場合は支持点が多いことにより信頼性が得られるが、４つ以上の支持点のうち１つ以上の支持点が他の支持点を含む面内から外れた場合は、がたつきが生じることになり、逆に支持安定性の面から好ましくないものとなる。また各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂを副走査方向に微調整可能とする手段を付与してもよく、これにより感光体ドラム３に対する光走査装置の副走査方向への傾きを調整することができる。
【０１３８】
次に光走査装置の組み立て時における各光学要素の位置調整の手法の一例を説明する。まずレーザダイオード１０１を鏡筒１０７（コリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を含む）に取り付けて発光させ、任意のスクリーン上の光ビームを検証する。鏡筒１０７を出射した光ビームは平行光であるため、スクリーンまでの距離に関わりなくスクリーン上のビーム径は一定となる。そしてＹＭＣＫ用の４つのレーザダイオード１０１について上記の検証を行い、全てのレーザダイオード１０１から平行光が出射していることを確認する。
【０１３９】
次いで、１次光学系の基板上の所定位置に４つの鏡筒及びレーザダイオード１０１を取り付けて発光させる。ここで１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は取り外しておく。そして４つのレーザダイオード１０１から出射した光ビームを任意のスクリーンに投射し、４つのビームの間隔が所定間隔になっているかどうかを確認する。すなわち、４つの光ビームは、コリメータレンズ１０２を出射した後はその光軸が互いに平行となって進行するため、スクリーン上に投射された４つの光ビームはその間隔が一定となる。またこの場合スクリーンまでの距離にかかわらずそのビーム間隔が一定になる。これらの挙動を検証することによって、４つのビームのそれぞれが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行になっていることを確認する。なおビーム間隔を見る場合は、各光ビームの重心間距離を確認すればよい。
【０１４０】
次いで１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２等の光学要素を所定位置に配設し、１次光学系ユニットを２次光学系の筐体２２３の所定の設置位置２２２に組み込む。そして、レーザダイオード１０１を発光させ、４つの発光ビームがポリゴンミラー２０１の反射面上で収束していることを確認する。
【０１４１】
次いで２次光学系の第２ｆθレンズ２０３とシリンドリカルレンズ２２０との間にスクリーンを設置し、第２ｆθレンズ２０３を出射した４つの光ビームを投射させる。そして４つの光ビームが副走査方向に所定の間隔でスクリーン上に投射されていることを検証する。
さらには、上記２次光学系の第２ｆθレンズ２０３とシリンドリカルレンズ２２０との間にもう１枚スクリーンを設置し、計２枚のスクリーン上の４つの光ビームが、いずれも同じビーム間隔で投射されることを検証する。第２ｆθレンズ２０３を出射した後は、４つのビームの光軸は副走査方向に所定の間隔で互いに平行であるため、上記のように２枚のスクリーン上の投射ビームを検証することによって、光学系が最適な状態になっていることを確認することができる。
ここで、スクリーン上の４つのビームが所定の間隔で並んでいない場合には、１次光学系、例えば第２ミラー１１１あるいは第３ミラー１１３を調整し、光ビームが所望の挙動を示すように設定する。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の光走査装置が使用される画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の光走査装置の１次光学系ユニットの構成例を示す平面図である。
【図３】図２の１次光学系ユニットの斜視概略図である。
【図４】光走査装置の２次光学系の構成例を示す図である。
【図５】１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図である。
【図６】副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。
【図７】上記光ビームの副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサについてその構成を模式的に示す図である。
【図８】本実施形態に適用可能なＢＤセンサの構成例を説明するための図である。
【図９】ＢＤセンサの検出精度を上げるためにマスクを設置した構成例を説明するための図である。
【図１０】光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
【図１１】２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整機構を説明するための図である。
【図１２】２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。
【図１３】光走査装置を画像形成装置内部の所定位置で固定するためのシャフト構成を説明するための図である。
【図１４】第１の固定用シャフト２２１ａを固定する機構について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１…露光ユニット、２…現像器、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、７…定着ユニット、８…給紙カセット、９…排紙トレイ、１０…転写ローラ、１１…ピックアップローラ、１２ａ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…搬送ローラ、１３…レジストローラ、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルト駆動ローラ、６３…中間転写ベルトテンション機構、６４…中間転写ベルト従動ローラ、６５…中間転写ローラ、６６…中間転写ベルトクリーニングユニット、７１…ヒートローラ、７２…加圧ローラ、１００…１次光学系ユニット、１０１…レーザダイオード、１０２…コリメータレンズ、１０３…アパーチャ、１０４…レーザドライブ基板、１０５…レーザホルダ、１０６…レンズホルダ、１０７…鏡筒、１０８…取付けネジ、１１０…第１ミラー、１１１…第２ミラー、１１２…シリンドリカルレンズ、１１３…第３ミラー、１２０…基板、２００…２次光学系ユニット、２０１…ポリゴンミラー、２０２…第１ｆθレンズ、２０３…第２ｆθレンズ、２０４…Ｋ用ミラー、２０５…Ｃ用第１ミラー、２０６…Ｃ用第２ミラー、２０７…Ｃ用第３ミラー、２０８…Ｍ用第１ミラー、２０９…Ｍ用第２ミラー、２１０…Ｙ用第１ミラー、２１１…Ｙ用第２ミラー、２１２…Ｙ用第３ミラー、２１３…同期ミラー、２１４…ＢＤセンサレンズ、２１５…ＢＤセンサ、２１６…ＢＤセンサ、２１７…受光部、２１８…マスク、２２０…シリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂ…固定用シャフト、２２２…１次光学系ユニットの設置位置、２２３…筐体、２２４…シリンドリカルレンズを保持する枠、２２５…奥側支持部、２２６…偏心カム、２２７…調整ねじ、２２８…ばね部材、２２９…前面側支持部、２３０…長穴、２３１ａ…固定用部材、２３２ａ，２３２ｂ…係合部、２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ…支持部材、２３４，２３５…溝部、３０１…ＬＳＵコントローラ、３０２…レーザドライバ回路（ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ）、３０３…ポリゴンモータ、４０１…本体制御部、４０２…画像処理部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関し、より詳細には、例えば、デジタル複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置が普及している。このような画像形成装置では、レーザビームを走査する光走査装置が用いられる。画像形成装置で画像形成する場合は、感光体を帯電装置で帯電した後、光走査装置によって画像情報に応じた書き込みを行って、感光体に静電潜像を形成する。そして現像装置から供給されるトナーによって、感光体上の静電潜像を顕像化する。そして感光体上で顕像化されたトナー像を転写装置によって記録用紙に転写し、さらに定着装置によって記録用紙に定着することで、所望の画像が得られるようになっている。
【０００３】
またデジタル複写機やレーザプリンタなどのカラー画像形成装置では、その高速化に伴って複数の感光体をタンデム配列したタンデム方式の装置が実用化されている。ここでは、例えば４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した走査光学系によってこれら感光体を同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で顕像化する。そしてこれら顕像化されたトナー像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写することにより、カラー画像を得るようにしている。
【０００４】
複数の感光体に同時露光するタンデム方式は、１つの感光体で順次各色毎の画像形成を行う方式に対して、カラーもモノクロも同じ速度で出力できるため、高速プリントに有利である。その反面で、複数の感光体に対応する走査光学系を必要とし、感光体を露光をするための装置が大型化する傾向があり、その小型化が課題となる。また各々の感光体上で顕像化したトナー像を記録紙に重ね転写する際に色ずれが生じないようにすることが課題となる。
【０００５】
上記のようなタンデム方式の画像形成装置に関し、例えば、特許文献１及び特許文献２には、光源装置から偏向手段に至る光路中に配された楔形状のプリズムと、その楔形状のプリズムをほぼ光軸周りに回転調整することにより、副走査方向のビームスポットの位置を可変とする書き込み開始位置補正手段とを備え、画像データの書き込み中に感光体ドラム上のビームスポット位置を制御できるようにした光走査装置が開示されている。そしてここでは、連続プリント時においても、各色間の相対的な色ずれを効果的に補正し、色ずれの少ない良好なカラー画像を出力することができる。
【０００６】
また特許文献３には、光源と、その光源から出射した光を４つの光に分岐する装置と、第２のレンズをその光軸を法線とする平面上で駆動させる調整装置と、第１及び第２のレンズからの集光光を回折して干渉させる回折格子と、その回折格子をその格子面内で溝方向と垂直な方向の成分を含む方向へ駆動する微動ステージと、対物レンズ、結像レンズ及びＣＣＤカメラで構成され干渉光を観察する４つの干渉像観察系と、４つの干渉像を処理して第２のレンズのディセンタに対して感度を有する収差のうちひとつの収差を検出する処理装置と、検出した収差から調整量を検出し、調整装置を駆動させる制御装置を有することにより、ＮＡの小さいレンズに対しても高精度で調整を行うことができるようにした
レンズ調整装置が開示されている。
【０００７】
また特許文献４には、光を所定の方向に偏向する光偏向装置と、複数のレーザ素子と、ガラスレンズ及びプラスチックレンズを含み、それぞれのレーザ素子からの出射光の断面形状を所定の形状に変換する偏向前光学系と、光偏向装置により偏向されたそれぞれの光を、所定像面に等速で走査するよう結像する２枚のレンズを含む偏向後光学系を備えた光走査装置が開示されている。偏向光学系の２枚のレンズのパワーは、光偏向装置の反射面の回転軸と直交する方向に関し、それぞれ正に規定されている。また、それぞれのレンズの少なくとも１枚のレンズ面は、回転対称面を含まないレンズに形成される。これにより色ずれのないカラー画像を低コストで提供できる画像形成装置に適した光走査装置を提供することができる。
【特許文献１】特開２００４−１０９７００号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９６９９号公報
【特許文献３】特開２００４−２３３６３８号公報
【特許文献４】特開２００２−９６０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような画像形成装置においては、印刷速度（画像形成速度）の仕様は機種によって様々である。例えば、１分間に２０数枚印刷可能な機種もあれば、１分間に６０枚以上印刷可能な機種もある。また、印刷速度の高速化が望まれる中で、例えば、画像形成装置内の光学要素や運転条件等を変更することで、低速のものから高速のものに仕様変更を行いたいというようなニーズも生まれる。
【０００９】
このような画像形成装置の仕様変更を行う場合に、光走査装置においては、その光学要素の仕様を変更したり、あるいは配置を変更して光路を調整したりする必要が生じる。また光走査装置自体も、画像形成装置から取り外し可能に構成される必要があり、また光走査装置を画像形成装置に組み込む時にも、取り付け精度を維持して組み込み可能とする必要がある。
【００１０】
しかしながら、従来では上記のような高速化等の仕様変更に備えて、画像形成装置に対する組み付けを高精度で容易に行うことができるようにしたり、あるいは光学要素の交換や光路の変更等を高精度で容易に行うことができるようにした光走査装置は、提案されていない。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することができ、また光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することにより、光走査装置のユニット及びその光学要素を画像形成装置の複数の機種、あるいは複数の仕様で共用できるようにした光走査装置、及び該光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、第１の技術手段は、画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラーに照射し、複数の光ビームを前記ポリゴンミラーの回転によって走査光とし、複数の走査光が同時に複数の感光体を走査して露光することにより各感光体に潜像を形成する光走査装置において、光走査装置は、光源と、光源から出射した複数の光ビームをポリゴンミラーに向けて出射する光学系とを有する１次光学系ユニットと、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで反射した光ビームを感光体へ向けて出射する光学系とを有する２次光学系ユニットとを有し、１次光学系ユニットは、２次光学系ユニットに対して着脱自在に構成され、１次光学系ユニットと２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットが、感光体を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されていることを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、１次光学系ユニットは、光源として第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオード、第３のレーザダイオード、及び第４のレーザダイオードを有し、さらに第２ないし第４のレーザダイオードから出射した光ビームを反射させる第１ミラーと、第１のレーザダイオードから出射した光ビーム、及び第１ミラーで反射した光ビームを反射させる第２ミラーと、第２ミラーを出射した光ビームに作用する１次光学系シリンドリカルレンズと、１次光学系シリンドリカルレンズを出射した光ビームをポリゴンミラーに向けて反射させる第３ミラーとを有し、２次光学系ユニットは、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを出射した光ビームに作用するｆθレンズと、ｆθレンズを出射した光ビームを感光体の表面に向けて収束させる２次光学系シリンドリカルレンズとを備えることを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、感光体の表面における走査方向を主走査方向とし、複数の感光体の配列方向を副走査方向とし、ｆθレンズは、第１ｆθレンズ及び第２ｆθレンズによって構成され、ポリゴンミラーから出射した個々の光ビームは、主走査方向に平行光でかつ副走査方向に拡散光であって、かつ複数の光ビームのそれぞれの光軸が副走査方向ではそれぞれの光軸が互いに角度をもって広がって進行し、第１ｆθレンズと第２ｆθレンズは、主走査方向に平行光である個々の光ビームを感光体表面でほぼ収束する収束光に変換し、第２ｆθレンズは、副走査方向に広がっていく複数の光ビームを、複数の光ビームの光軸が互いに平行となるように変換し、２次光学系シリンドリカルレンズは、第２ｆθレンズを出射した光ビームの副走査方向のみに作用して、個々の光ビームが平行光でかつ複数の光ビームの光軸が互いに平行である光ビームを、個々の光ビームが感光体表面でほぼ収束するように変換するとともに、複数の光ビームが感光体表面にほぼ収束するように変換することを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１ないし第３のいずれか１の技術手段において、２次光学系ユニットは筐体の内部にポリゴンミラーを含む複数の光学要素を配置することによって構成され、１次光学系ユニットは、光学要素を配置した筐体の底面側から前記２次光学系ユニットに装着されて構成されていることを特徴としたものである。
【００１６】
第５の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段において、１次光学系ユニット及び２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、感光体を備えた画像形成装置の性能に応じて組み替えできるように、取り外し可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００１７】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、１次光学系ユニット及び／または２次光学系ユニットは、画像形成装置の性能に応じて光学要素の配置位置を変更して組み替えるための位置決め手段を有し、光学要素を組み替える場合に、不必要な光学要素を取りはずして位置決め手段に必要な光学要素を配置可能としたことを特徴としたものである。
【００１８】
第７の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段において、１次光学系ユニット及び２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、入射する光ビームに対する角度または位置が調整可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００１９】
第８の技術手段は、第７の技術手段において、調整可能な光学要素は、第２ミラー、第３ミラー、及び２次光学系シリンドリカルレンズを含むことを特徴としたものである。
【００２０】
第９の技術手段は、第７または第８の技術手段において、角度または位置を調整するための調整手段は、各光学系ユニットの一方の側から操作可能に構成されていることを特徴としたものである。
【００２１】
第１０の技術手段は、第９の技術手段において、各光学系ユニットの一方の側は、光学系ユニットが取り付けられる画像形成装置の操作側であることを特徴としたものである。
【００２２】
第１１の技術手段は、第１ないし第１０のいずれか１の技術手段において、２次光学系ユニットの筐体に２本の固定用シャフトを備え、１次光学系ユニットと２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットは、固定用シャフトによって画像形成装置に固定されることを特徴としたものである。
【００２３】
第１２の技術手段は、第１１の技術手段において、固定用シャフトに対して光走査装置の筐体を高さ方向に３点で支持して固定可能としたことを特徴としたものである。
【００２４】
第１３の技術手段は、感光体と、第１ないし第１２のいずれか１の技術手段における光走査装置とを備え、光走査装置によって感光体に潜像を形成し、潜像を顕像化することで画像形成を行うことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光走査装置は、ユニット化されて作製されているため、画像形成装置本体に対する着脱が可能となる。例えば、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、上述のように１次光学系や２次光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することもでき、さらには光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することができる。またこれにより、光走査装置のユニット及びその光学要素を画像形成装置の複数の機種、あるいは複数の仕様で共用することができる。
【００２６】
さらに本発明によれば、１次光学系の基板上に光学要素を配置していくことで１次光学系のユニットを作製し、得られたユニットを天地逆向きにして２次光学系の筐体内部の所定の設置位置に、その筐体下方（底面側）から組み付けることにより、１次光学系と２次光学系のユニット同士の着脱が容易となり、またミラー等の光学要素側には一切配線が現れず、配線が容易となる。
【００２７】
さらに本発明によれば、画像形成装置の仕様変更に対応できるようにするために、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておくことにより、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その使用に応じて光学要素をそのまま使用することができ、コスト面で大きな効果が得られる。また１次光学系では、コリメータレンズからシリンドリカルレンズでの間は、光ビームが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行であるため、光路長を自由に設定することができ、空間的制約に柔軟に対応することができる。また２次光学系では、高価なｆθレンズを仕様変更後も使用できるようにすることで、コスト面で大きな効果が得られる。
【００２８】
さらに本発明によれば、レーザダイオードから出射した光ビームを各色用の感光体ドラムまで導く光路上のミラーやレンズ等の光学要素について、それら光学要素に入射する光ビームに対する該光学要素の角度や位置を調整可能とする調整機構を備えることにより、光ビームの調整を適宜行うことができる。
【００２９】
さらに本発明によれば、上記調整機構は、光走査装置として構成されたユニットの一方の側、例えば、光走査装置を画像形成装置に組み込んだときの、画像形成装置の操作側（前面側）に配置することにより、光学要素の調整を画像形成装置の操作側から簡単に行うことができる。
【００３０】
さらに本発明によれば、光走査装置のユニットに主走査方向に平行なシャフトを設け、シャフト固定部材でシャフトを固定することにより、副走査方向へのずれが少なく高い取り付けの精度でユニットを画像形成装置に取り付けることができる。
【００３１】
さらに本発明によれば、１方の固定用シャフトのほぼ中央部で１点、及び他方の固定用シャフトで２点の計３点で光走査装置の筐体を支持することにより、支持点が３点になるため、その３点で面が決定されて光走査装置のユニットの支持安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の光走査装置が使用される画像形成装置の構成例を示す図である。画像形成装置は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するものである。そして、図示するように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８、排紙トレイ９等を有して構成されている。
【００３３】
なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
【００３４】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられることもある。
【００３５】
露光ユニット１は、本発明に関わる光走査装置に該当するものであり、図１に示すようにレーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット１を構成する光走査装置の構成は、後述して具体的に説明する。また露光ユニット１は、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。
【００３６】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００３７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、中間転写ローラ６５、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６６を備えている。上記中間転写ローラ６５は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。
【００３８】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ベルト従動ローラ６４、及び中間転写ローラ６５は、中間転写ベルト６１を張架し、矢印Ｍ方向に回転駆動させる。また各中間転写ローラ６５は、中間転写ベルトユニット６の中間転写ベルトテンション機構６３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。
【００３９】
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４０】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６５によって行われる。中間転写ローラ６５には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００４１】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
【００４２】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００４３】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、若しくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６６によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６６には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６４で支持されている。
【００４４】
給紙カセット８は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置の露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置の上部に設けられている排紙トレイ９は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００４５】
また、画像形成装置には、給紙カセット８のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８から排紙トレイ９までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｅ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。
【００４６】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｅは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１は、給紙カセット８の端部近傍に備えられ、給紙カセット８からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００４７】
また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００４８】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００４９】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。上述のように画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット８が設けられている。給紙カセット８からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１が配置され、シートを１枚ずつ搬送路Ｓに導くようになっている。
【００５０】
給紙カセット８から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ１２ｃを経て排紙トレイ９上に排出される。
【００５１】
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｃでチャックされたときに、搬送ローラ１２ｃが逆回転することによってシートを搬送ローラ１２ｄ，１２ｅに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９に排出される。
【００５２】
次に本発明に光走査装置の実施形態を具体的に説明する。
本実施形態の光走査装置は、上記のように複数の感光体ドラム３を有し、複数本の光ビームによって各感光体ドラム３を同時に走査露光して各感光体ドラム３に互いに異なる色の画像を形成し、各色の画像を同一の転写媒体上に重ね合わせることによってカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置に適用可能である。
【００５３】
上述のように、画像形成装置には、ブラック（Ｋ）画像形成用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）画像形成用の感光体ドラム、マゼンタ（Ｍ）画像形成用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）画像形成用の感光体ドラムが略等間隔で配置されている。タンデム方式の画像形成装置は、各色の画像を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。
尚、以下では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙによって、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローをそれぞれ表すものとする。
【００５４】
感光体ドラム３を露光するための本発明に係る光走査装置は、それぞれユニット化された１次光学系（入射光学系）と、２次光学系（出射光学系）とから構成される。１次光学系は、ＹＭＣＫの光ビームをそれぞれ出射する４つの半導体レーザと、これらの光ビームを２次光学系のポリゴンミラー２０１（回転多面鏡）に導くミラー及びレンズ等の光学要素とを備えている。また２次光学系は、被走査体である感光体ドラム３上にレーザビームを走査する上記ポリゴンミラー２０１と、ポリゴンミラー２０１によって反射された光ビームを感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素、及び光ビームを検出するＢＤセンサ等を備えている。また、上記ポリゴンミラー２０１は、各色で共有する構成を採用している。
【００５５】
図２は、本発明の光走査装置の１次光学系ユニットの構成例を示す平面図、図３は図２の１次光学系ユニットの斜視概略図である。図２及び図３において、１００は１次光学系ユニット、１０１はレーザダイオード、１０２はコリメータレンズ、１０３はアパーチャ、１０４はレーザドライブ基板、１０５はレーザホルダ、１０６はレンズホルダ、１０７は鏡筒、１０８は取付けネジ、１１０は第１ミラー、１１１は第２ミラー、１１２はシリンドリカルレンズ、１１３は第３ミラー、１２０は１次光学系の光学要素を配設する基板である。
【００５６】
Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用の各レーザダイオード１０１は、光源駆動手段としてのレーザ駆動回路（図示せず）によって駆動される。このレーザ駆動回路には、画像形成装置の制御部から出力される各種制御信号や画像処理部から供給される画像データが入力され、これら制御信号及び画像データに従って各レーザダイオード１０１の発光を制御する。
【００５７】
各レーザダイオード１０１のレーザ出射側には、それぞれＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用のコリメータレンズ１０２が配設されている。各レーザダイオード１０１から出力された光ビームは、ほぼ楕円形状の拡散光であり、各色毎に備えられたコリメータレンズ１０２によって平行光とされる。各色のコリメータレンズ１０２の後には、所定の間隙をもったアパーチャ（スリット）１０３が配置され、光ビームの径が規制される。なお、本明細書において、平行光とは、ビームが進行してもその光束の径が変わらない状態を指すものとし、複数のビームの光軸が互いに平行である状態と区別する。
【００５８】
上記各レーザダイオード１０１はレーザホルダ１０５に取り付けられている。レーザホルダ１０５は、１次光学系の基板上に一体形成されているレンズホルダ１０６の背面側に取り付けられる。またコリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３が配置された鏡筒１０７がレンズホルダ１０６の前面側に取り付けられる。レーザダイオード１０１から発光した光ビームは、コリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を介して鏡筒１０７の外部前方に出射する。
【００５９】
Ｋ用レーザダイオード１０１の鏡筒１０７から出射した光ビームは、Ｋ用コリメータレンズ１０２とＫ用アパーチャ１０３を経て、第２ミラー１１１に向かう。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ用のレーザダイオード１０１の鏡筒１０７から出射した光ビームは、それぞれＣ，Ｍ，Ｙ用のコリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を経て、第１ミラー１１０に入射する。第１ミラー１１０は、Ｃ，Ｍ，Ｙ用の光ビームのそれぞれを個別に反射する３つのミラーから構成され、これらミラーによって反射された各色用の光ビームは、上記Ｋの光ビームの進行方向に向かって進み、第２ミラー１１１に入射する。
【００６０】
各色のレーザダイオード１０１は、副走査方向（基板面に垂直な方向）について、互いに異なる高さに配置されている。高さの差は例えば約２ｍｍに設定されている。そして第１ミラー１１０は、対応するレーザダイオード１０１から出射した光ビームのみを反射し得る位置に配置されている。また第１ミラー１１０を構成する３つ（Ｃ，Ｍ，Ｙ用）のミラーは、主走査方向から見てＫ用レーザダイオード１０１から出射した光ビームに重なる位置に配置されている。
【００６１】
上記のような構成により、Ｋ用レーザダイオード１０１から出射したＫ用の光ビームと、第１ミラー１１０によって反射されたＣ，Ｍ，Ｙ用の光ビームは、主走査方向については全て一致し、副走査方向についてはずれ（高低差）を有して、それぞれの光ビームの光軸が互いに平行となって第２ミラー１１１に入射する。そしてここでは、各コリメータレンズ１０２を出射した各色用の光ビームは、光ビームが進行してもその光束の径が変わらない平行光である。
【００６２】
第２ミラー１１１は、入射したＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各色用の光ビームをシリンドリカルレンズ１１２に入射させる。シリンドリカルレンズ１１２は、入射した各色用の光ビームを副走査方向に集束するために配されている。そしてシリンドリカルレンズ１１２を出射した各色用の光ビームは、第３ミラー１１３で反射され、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。
【００６３】
ここでは、シリンドリカルレンズ１１２は、副走査方向にレンズパワーを有しており、シリンドリカルレンズ１１２からポリゴンミラー２０１までの光路長に従って、副走査方向にはポリゴンミラー２０１の反射面近傍で光ビームが収束するように設定されている。すなわち、それぞれが平行光となってシリンドリカルレンズ１１２に入射した各色用の光ビームは、副走査方向ではポリゴンミラー２０１の反射面の表面でほぼ収束する。また同時に光軸が互いに平行となってシリンドリカルレンズ１１２に入射した各色用の光ビームは、副走査方向についてポリゴンミラー２０１の表面のほぼ同一位置に収束する。
【００６４】
このシリンドリカルレンズ１１２は、主走査方向にはレンズパワーを有していないため、入射した各色用の光ビームは、主走査方向についてはそのまま平行光として出射して、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。通常、ポリゴンミラー２０１に対して、主走査方向には平行光を入射させる。主走査方向に収束光であると、後述するｆθレンズによって負の像面湾曲が生じて好ましくない。また副走査方向については、反射面の面倒れを補正するために、反射面の表面に収束させるようにする。例えば、ポリゴンミラー２０１の反射面に入射させる光ビームの副走査方向の位置は、反射面の高さ方向での中央近傍となる。
【００６５】
本実施形態の光走査装置では、ＹＭＣＫ用の４本の光ビームを２次光学系の１つのポリゴンミラー２０１で偏向させる。この場合、ポリゴンミラー２０１を経た後に４本の光ビームを分離できるようにし、かつ、各色用の光ビームに主走査方向のずれが生じないようにする必要がある。このために、１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２から出射した４本の光ビームが、ポリゴンミラー２０１に対して、主走査方向については同一方向から同一位置に入射し、副走査方向については角度差のある方向から略同一位置に入射するように設定する。これらの光路設定は、上記の副走査方向に高低差を持ったレーザダイオード１０１の配置によって、各色用の光ビームが主走査方向については全て一致し、副走査方向について所定の高低差を有して進行することによって実現されている。これにより、走査光学系によって、各色用の光ビームを分離することができる。
【００６６】
また上記の構成により、１次光学系の各色用のコリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの光路上では、各色用の光ビームは平行光でかつその光軸が互いに平行であるため、コリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの光路長を自由に設定することができる。
【００６７】
図４は、光走査装置の２次光学系の構成例を示す図で、２次光学系ユニットの筐体内部を上面からみた構成図を図４（Ａ）に、側面からみた筐体２２３内部及び感光体の概略構成を図４（Ｂ）に示すものである。図４において、２００は２次光学系ユニット、２０１はポリゴンミラー、２０２は第１ｆθレンズ、２０３は第２ｆθレンズ、２０４はＫ用ミラー、２０５はＣ用第１ミラー、２０６はＣ用第２ミラー、２０７はＣ用第３ミラー、２０８はＭ用第１ミラー、２０９はＭ用第２ミラー、２１０はＹ用第１ミラー、２１１はＹ用第２ミラー、２１２はＹ用第３ミラー、２１３は同期ミラー、２１４はＢＤセンサレンズ、２１５はＢＤセンサ、２２０は各色用のシリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂは固定用シャフト、２２２は１次光学系ユニットの設置位置、２２３は筐体、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠である。
【００６８】
ポリゴンミラー２０１は、回転方向に複数（例えば７つ）の反射面を有し、図示しないポリゴンモータによって回転駆動される。ポリゴンモータは、ポリゴンミラー２０１を設置する筐体２２３の裏面側凹部に設置され、さらにその凹部を密閉するための蓋が設けられる。またポリゴンモータには放熱のためのフィンが設けられる。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射して第３ミラー１１３で反射した各色の光ビームは、２次光学系のポリゴンミラー２０１の反射面によって反射し、その後の各光学要素を介して感光体ドラム３を走査する。
【００６９】
上記のように、副走査方向について角度差を有してポリゴンミラー２０１に入射した各レーザビームは、その後も角度差を維持し、第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３よりなる走査光学系を経た後に分離される。
第１ｆθレンズ２０２は、主走査方向にレンズパワーを有している。これにより主走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した平行光の光ビームを、感光体ドラム３表面で所定のビーム径となるように収束させる。また第１ｆθレンズ２０２は、ポリゴンミラー２０１の等角速度運動により主走査方向に等角速度で移動する光ビームを、感光体ドラム３上の走査ライン上で等線速で移動するように変換する機能を有している。
【００７０】
また第２ｆθレンズ２０３は、主に副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向において、ポリゴンミラー２０１から出射した拡散光の光ビームを平行光に変換する。また第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にもレンズパワーを有していて、第１ｆθレンズ２０２の機能を補完してビーム径の制御及びビーム等線速移動を精度よく実行できるようにしている。
【００７１】
上記の第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、樹脂によって作製される。ｆθレンズの所望の特性を得るための非球面形状を形成するために、ｆθレンズには樹脂材料を用いることが好適である。特に、第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向と副走査方向の両方にレンズパワーを持っているため、これを実現する複雑な非球面形状を得るためには、樹脂材料を用いて作製することが好ましい。樹脂材料は、透明性、成形性、光弾性率、耐熱性、吸湿性、機械的強度、コスト等の特性を考慮して最適な材料が選択される。
【００７２】
上記ポリゴンミラー２０１で分離され、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した各色用の４本の光ビームのうち、Ｋ用の光ビームは、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を経て、Ｋ用ミラー２０４で反射し、Ｋ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｋ）に入射する。感光体ドラム３上ではその走査領域に描画が行われる。
また分離されたＹ用の光ビームは、Ｙ用第１〜第３ミラー２１０，２１１，２１２で反射して、Ｙ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｙ）に入射する。同様に、分離されたＣ用の光ビームは、Ｃ用第１〜第３ミラー２０５，２０６，２０７で反射して、Ｃ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｃ）に入射する。また分離されたＭ用の光ビームは、Ｍ用第１〜第２ミラー２０８，２０９で反射して、Ｍ用シリンドリカルレンズ２２０を通って感光体ドラム３（Ｍ）に入射する。
【００７３】
２次光学系において各色用のシリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有している。これにより副走査方向について、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３上で所定のビーム径となるように収束させる。また主走査方向については、上述の第１ｆθレンズ２０２で収束光となった光ビームがそのまま感光体ドラム３上で収束する。シリンドリカルレンズ２２０は、樹脂を用いて形成されている。光走査装置のような走査幅全域をカバーする長尺のシリンドリカルレンズ２２０は、樹脂レンズとすることが好適である。
【００７４】
シリンドリカルレンズ２２０を出射した各色の光ビームは、帯電された感光体ドラム３を画像データに応じて露光する。これにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。そして現像器によって、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像がＹＭＣＫのトナーによりそれぞれ顕像化される。
【００７５】
以下に上述の実施形態における各光学要素間の各色の光ビームの状態を整理して説明する。図５は、上記１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図で、図５（Ａ）は、主走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図で、図５（Ｂ）は、副走査方向における一つの光ビームの形状を模式的に示す図である。
【００７６】
まず図５（Ａ）に示す主走査方向の光ビームの挙動を説明する。１次光学系のレーザダイオード１０１から出射した光ビームは、拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。このときの主走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は約３０°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて、そのアパーチャ１０３の開口によって光ビームの径が規制される。アパーチャ１０３の主走査方向の開口径はここでは約７ｍｍである。
【００７７】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、第１ミラー１１０及び第２ミラー１１１（Ｋについては第２ミラー１１１のみ）（図５では図示せず）を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、主走査方向にレンズパワーを有しないため、ここでは入射した平行光はそのままの状態で通過する。
シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、第３ミラー１１３（図５では図示せず）を経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。図示するようにポリゴンミラー２０１の反射面は、その回転に伴って主走査方向に角度が変化する。
【００７８】
ポリゴンミラー２０１で反射した平行光の光ビームは、等角速度で主走査方向に移動しながら第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向にレンズパワーを有しており、平行光で入射する光ビームを感光体ドラム３表面で収束する収束光に変換する。また等角速度で主走査方向に移動する光ビームを、感光体ドラム３表面の走査ライン上で等線速で移動するよう変換する。
第２ｆθレンズ２０３は、第１ｆθレンズ２０２を補完するもので、第１ｆθレンズ２０２から出射した光ビームを更に補正して、光ビームが目的の挙動を示すようにするものである。
【００７９】
また上記第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図５では図示せず）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、主走査方向にレンズパワーを有していないため、第２ｆθレンズ２０３を出射した光ビームは、主走査方向には作用を受けずに感光体ドラム３へ向かう。このときに感光体ドラム３上の主走査方向の光ビームのスポット径は、約６０μｍである。
【００８０】
次に図５（Ｂ）に示す副走査方向の光ビームの挙動を説明する。レーザダイオード１０１から出射した光ビームは、主走査方向と同様に拡散光となってコリメータレンズ１０２に入射する。ただしこのときの副走査方向については、レーザダイオード１０１からの拡散光の角度は主走査方向より小さく約１１°である。
そしてコリメータレンズ１０２は、入射した拡散光を平行光に変換して出射させる。コリメータレンズ１０２の後には、アパーチャ１０３が設けられていて光ビームの径がその開口により規制される。アパーチャ１０３の開口径はここでは約２ｍｍである。
【００８１】
アパーチャ１０３を出射した平行光の光ビームは、第１ミラー１１０及び第２ミラー１１１（Ｋについては第２ミラー１１１のみ）（図５では図示せず）を経て１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した平行光はポリゴンミラー２０１の反射面でほぼ収束する収束光に変換される。ここでは、シリンドリカルレンズ１１２を出射した平行光の光ビームは、第３のミラー１１３（図４では図示せず）を経てポリゴンミラー２０１の反射面に入射する。副走査方向については反射面の高さ方向のほぼ中央に光ビームを収束させる。このときポリゴンミラー２０１の反射面と感光体ドラム３表面との間で共役関係を生成しておくことにより、反射面の面倒れを補正する。
【００８２】
ポリゴンミラー２０１で反射した光ビームは、拡散光となって第１ｆθレンズ２０２に入射し、さらに第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した拡散光の光ビームはそのまま通過する。
第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、拡散光で入射した光ビームを副走査方向に平行光となるように変換する。
【００８３】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図５では図示せず）と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０とが設けられている。シリンドリカルレンズ２２０は、副走査方向にレンズパワーを有していて、第２ｆθレンズ２０３を出射した平行光の光ビームは、感光体ドラム３表面でほぼ収束する光に変換される。このときに感光体ドラム３上の光ビームの副走査方向のスポット径は、約６７μｍである。
【００８４】
図６は、副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。ＹＭＣＫの４つの色用の光ビームの光路を考えるとき、上述のように主走査方向にはこれら４つの光ビームが同一の位置を通るが、副走査方向には、レーザダイオード１０１の高さの差の分だけ互いに離れてレーザダイオード１０１から出射する。
【００８５】
図６に示すように、４つのレーザダイオード１０１（ＹＭＣＫ用）から出射してコリメータレンズ１０２を通過した４つの光ビームは、その光軸が互いに平行となって１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２に入射する。シリンドリカルレンズ１１２では、４つの光ビームのそれぞれを、ポリゴンミラー２０１の反射面上のほぼ中央に収束するように変換する。つまり、副走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して互いに角度差をもって４つの光ビームがほぼ同一位置に収束する。なお主走査方向については、ポリゴンミラー２０１の反射面に対して４つのビームが同一方向から同一位置に入射する。なお、図６においても、第１のミラー１１０ないし第３のミラー１１３はその図示を省略している。
【００８６】
ポリゴンミラー２０１で反射した４つの光ビームは、再び互いに角度差をもって拡散し、第１ｆθレンズ２０２から第２ｆθレンズ２０３に入射する。第１ｆθレンズ２０２は副走査方向にはレンズパワーを有していないため、第１ｆθレンズ２０２に入射した４つの光ビームはそのまま通過する。第２ｆθレンズ２０３は、副走査方向にレンズパワーを有していて、入射した４つの光ビームをその光軸が互いに平行となるように変換する。
【００８７】
第２ｆθレンズ２０３と感光体ドラム３との間の光路上には、各色の光路を折り返して目的の感光体ドラム３に導くためのミラー（各色ごとに１または複数のミラー）（図６では図示せず）が設けられているが、これらのミラーは、第２ｆθレンズ２０３を出射した４つの光ビームの光軸のずれを利用して、４つのビームを切り分けてそれぞれ目的の感光体ドラム３上に導いている。また２次光学系の第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０までの光路長は、各色用の４つの光ビームにおいて全て同一となっている。
【００８８】
次に光ビームの感光体ドラム３上での主走査の開始前に、光ビームを検知して書き出しの基準信号を発生させるためのＢＤ（Beam Detect）センサの設置例について説明する。
ポリゴンミラー２０１で反射して感光体ドラム３へ向かう光ビームのうち、感光体ドラム３上での画像形成に使用される光ビーム、すなわち主走査ラインを走査するための光ビームを主走査ビームとする。ここで主走査ビームが走査する際に通過する空間領域を画像領域とし、画像領域以外の領域を非画像領域とする。
【００８９】
光ビームが感光体ドラム３を走査するとき、光ビームは主走査ラインを定期的に走査する。このときに、感光体ドラム３は回転しているので、感光体ドラム３は一定期間ごとに異なる場所を走査されることになる。光ビームが走査される毎に、走査ラインの書き始めの位置は同一である必要がある。
この走査ラインの書き始めの位置を検出するために、光走査装置には同期検出装置が設けられている。図４を参照して説明すると、同期検出装置は上記非画像領域の光ビームを同期検出ビームとして検出するためのＢＤセンサ（同期検出センサ）２１５と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを導く案内手段である同期検出ビームの折り返しミラー（同期ミラー）２１３と、ＢＤセンサ２１５に同期検出ビームを集光するＢＤセンサレンズ２１４を有して構成されている。
【００９０】
上記同期検出ビームは、同期をとるための信号であり、ポリゴンミラー２０１を出射した光ビームが、第１及び第２ｆθレンズ２０２，２０３を通過した後に、同期ミラー２１３で反射された光ビームである。同期検出ビームは、同期ミラー２１３により折り返され、ＢＤセンサレンズ２１４を介してＢＤセンサ２１５に到達する。このＢＤセンサ２１５は受光量に応じたセンサ信号を出力する。そして、光走査装置の制御部（例えば後述するＬＳＵコントローラ）は、ＢＤセンサ２１５からのセンサ信号に基づいて、画像書き込み開始位置を決定するための同期信号（ＢＤ信号）を生成する。具体的にはＢＤセンサ２１５の受光量が、少なくともそのレーザビームが感光体ドラム３を露光して静電潜像を形成するのに必要な光量以上の場合に、ＢＤ信号が生成される。ＢＤ信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書出し開始位置の同期が取られる。
【００９１】
また同期検出装置は、ＢＤセンサ２１５で光ビームが検出できない場合にエラー信号を出力する。光走査装置が組み込まれた画像形成装置では、装置の運転を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることで、走査方向の書き始めの位置の不具合をユーザに知らせる。
【００９２】
上記の主走査方向の書き出し位置を検出するＢＤセンサ２１５は、Ｋ用光ビームの光路上のみに備えられ、４つの光ビームのうちのＫ用の光ビームのみに対応させ、他の色用の光ビームには、これを参照させることにより、予め決定された画像データの書き出し開始タイミングによって走査を開始させるようにしている。
【００９３】
そしてさらに本実施形態では、上記光ビームの主走査方向の書き出し開始位置を検出するＢＤセンサ２１５に加えて、ＹＭＣＫ用の各色の副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサが設けられる。なおここでは、副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサのうち、Ｋ用のＢＤセンサについては、上記主走査方向の書き始めの位置検出用のＢＤセンサ２１５と併用してもよい。
【００９４】
図７は、上記光ビームの副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサについてその構成を模式的に示す図で、図中、２１６は副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサ、点線ａはＫ用の光ビームの画像領域を示す光路、点線ｂ〜ｅは非画像領域の各色用の光ビームの光路をそれぞれ示すものである。なお、図７は、ＢＤセンサ２１６の配置を概略的に示すもので、ミラーやレンズ等の要素は省略され、光路も簡略化されている。またシリンドリカルレンズ２２０におけるＹＭＣＫの各色用の光ビームの走査幅は同一である。
【００９５】
図７に示すように、副走査方向の書き込み位置を検出する各色用の４つのＢＤセンサ２１６を２次光学系に設ける。各色用のＢＤセンサ２１６は、ＹＭＣＫの各色用の非画像領域の光ビームをそれぞれ検出して、副走査方向の書き込み位置が適性であるかどうかを判断できる位置に配置される。
このときに、感光体ドラム３に向かう光ビームの光路上で、その非画像形成領域に直接ＢＤセンサ２１６を配置すればシンプルな構成となって好適である。また、非画像領域部分のスペースの制約から、ＢＤセンサ２１６を２次光学系の所望の位置、例えば他の光学要素がなく光路からも外れた空間的に余裕のある位置に配置したい場合には、各色ごとに折り返しミラーを適宜採用して、非画像領域の光ビームを各ＢＤセンサ２１６に導くように構成することができる。
【００９６】
上記副走査方向の書き込み位置検出用のＢＤセンサ２１６も、上記の主走査方向の書き始めの位置検出用のＢＤセンサ２１５と同様に、光ビームの検出の可否によって、各光ビームの副走査方向の書き込み位置が適性かどうかを判別する。そして光走査装置は上記各色用のＢＤセンサ２１６で光ビームが検出できない場合にエラー信号を出力する。光走査装置が組み込まれた画像形成装置では、装置の運転を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることで、副走査方向の書き込み位置の不具合をユーザに知らせる。この場合、エラーが検出された色用のレーザダイオード１０１自体が発光されていない場合や、光路上のミラーや他の光学要素の位置ずれ等が考えられ、これらの原因を検証した上で、調整を行うことになる。
【００９７】
上記副走査方向の書き込み位置検出用のＢＤセンサ２１６、及び主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０を出射した後の光ビームを検出する構成と、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０以前の光路上で光ビームを検出する構成とのいずれかを採用することができる。
２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の後で光ビームを検出する構成を採った場合、シリンドリカルレンズ２２０によって主走査方向及び副走査方向に光ビームが絞られているため、光ビームの単位面積あたりのパワーが大きくなっている。従って、ＢＤセンサ２１６の感度が相対的に低くなっても光ビームを検出することができる。
【００９８】
また２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０以前で光ビームを検出する構成を採った場合、特に２次光学系の第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０の間で光ビームを検出する構成を採った場合には、第２ｆθレンズ２０３を出射した後に、副走査方向で各ビームの光軸が互いに平行になって進行するために、ＢＤセンサ２１５，２１６の取り付けに関する位置決めの許容範囲が大きくなり、ＢＤセンサ２１５，２１６をユニットと一体的に構成することができ、装置の小型化、あるいは取り付け精度（光ビームの調整精度）の向上といった効果が得られる。あるいはＢＤセンサ２１５，２１６として比較的精度の低いセンサを適用することができる。
【００９９】
上記のようにＢＤセンサ２１５，２１６の配設位置は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の前後で異なる効果が得られるが、目的とする検出精度や使用するセンサ、あるいはＢＤセンサ２１５，２１６を配置する空間的条件等から適宜最適な位置を選択することができる。ここでは、ＢＤセンサ２１５，２１６を光走査装置のユニットと一体で構成することができるので、装置の小型化や、センサの取り付け精度の向上（光ビームの調整精度の向上）を図ることができる。
【０１００】
図８は、本実施形態に適用可能なＢＤセンサの構成例を説明するための図である。ここでは、上記の副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサ２１６と、主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５の両方に対して図８の構成を適用することができる。図８（Ａ）は、一般的なＢＤセンサの構成例を示す図で、ＢＤセンサ２１５（２１６）は、例えば２ｃｍ角程度の大きさを有するフォトダイオードによる受光部２１７を備えている。光走査装置（ＬＳＵユニット）を製造するときに、受光部２１７のセンタ位置に光ビームＬが入射するように組み立てる。
【０１０１】
上記のように構成した場合、例えば印字ずれ等の印字の乱れが生じたときに、図８（Ｂ）または図８（Ｃ）のように受光部２１７から光ビームＬがほぼ外れた時点でエラー信号が出力される。すなわち、光ビームＬのビーム径に比して受光部２１７の面積が大きい場合は、その検出精度は相対的に低くなる。
ここで本実施形態では、図９に示すように、ＢＤセンサ２１５の受光部２１７に検出精度を上げるためのマスク２１８を付与する。マスク２１８には、受光部２１７の狭い範囲のみを開口するスリットが形成される。スリットは、例えば１ｍｍ程度の幅を持つように形成される。そしてこのスリットによって、露出している受光部に光ビームＬが入射するときには、光ビームＬの書き込み位置が適性であることが判断され、さらに光ビームＬの位置が僅かでも動いてスリットの開口部から外れたときに、受光部２１７では光ビームＬを検知できなくなりエラーとなる。このような構成によって、ＢＤセンサ２１５（２１６）による光ビーム位置検出の精度を高めることができる。
【０１０２】
図１０は、上記光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
ＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の画像処理部４０２の画像メモリ等から出力される画像データ信号を入力し、画像形成装置の本体制御部４０１から送られてくる走査開始タイミングに合わせてレーザドライバ回路（ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ）３０２に送り、レーザダイオード（ＬＤ）１０１を点灯制御する。
またＬＳＵコントローラ３０１は、画像形成装置の主走査方向の仕様に合うようにポリゴンミラーを駆使するポリゴンモータ３０３の基準回転動作を制御する。また主走査方向の書き始めの位置を検出するＢＤセンサ２１５が光ビームを受光することにより主走査のタイミングを検出し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。また副走査方向の書き込み位置を検出するＢＤセンサ２１５の検出信号を入力し、エラーである場合は、エラー信号を本体制御部４０１に出力する。ＬＳＵコントローラ３０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により構成される。
【０１０３】
次に本実施形態における光学要素の調整機構について説明する。本実施形態の光走査装置は、レーザダイオード１０１から出射した光ビームを各色用の感光体ドラム３まで導く光路上のミラーやレンズ等の光学要素について、いくつかの調整機構を備えている。調整機構は、光学要素に入射する光ビームに対する該光学要素の角度や位置を調整可能とするものである。これらの調整機構は、光走査装置の組み立て調整時、あるいは組み立て後の任意の時点で適宜調整を行うことができる。
【０１０４】
本実施形態の光走査装置は、１次光学系の第２ミラー１１１、第３ミラー１１３、及び２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０に上記調整機構が備えられている。ただし角度や位置を調整する機構は、これらのみならず、２次光学系の折り返しミラー等に適宜備えられる。例えば、上記ＢＤセンサ２１５により検出した主走査方向の書き始めの位置は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の前の最終ミラーの角度を変更することによって調整される。
【０１０５】
以下に１次光学系の第２及び第３ミラー１１１，１１３の調整機構について説明する。本実施形態の光走査装置は、１次光学系の第２ミラー１１１及び第３ミラー１１３がそれぞれその角度を可変に設定されている。これら第２ミラー１１１及び第３ミラー１１３は、それぞれ主走査方向と副走査方向との光ビームの光路調整を分担して機能している。
【０１０６】
第２ミラー１１１は、図３に示す矢印Ａの方向にその角度を調整することができる。すなわち、第２ミラー１１１は、レーザダイオード１０１から出射した副走査方向に光軸が平行な４つの光ビームの反射光路を、主走査方向に調整可能に構成されている。第２ミラー１１１を角度可変とする構成は限定されるものではないが、例えば、第２ミラー１１１（もしくは第２ミラー１１１を保持する枠部）を矢印Ａ方向に回動可能に軸支する支持部材を設け、その支持部材を１次光学系の基板１２０上に固定する。そして、第２ミラー１１１の背面側に当接し、第２ミラー１１１を矢印Ａ方向に回動させる方向に進退する調整ねじを、上記支持部材に設ける。調整者はその調整ねじを適宜調整することにより、第２ミラー１１１の傾きを変更し、これによって第２ミラー１１１を出射した光ビームの主走査方向の光路を調整することができる。ここでは、調整ねじを第２ミラー１１１から離間する方向に調整したときに、第２ミラー１１１がその調整ねじの動きに追従するように、第２ミラー１１１を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１０７】
また第３ミラー１１３は、図３に示す矢印Ｂの方向にその角度を調整することができる。すなわち、第３ミラー１１３は、レーザダイオード１０１から出射した副走査方向に光軸が平行な４つの光ビームの反射光路を、副走査方向に調整可能に構成されている。第２ミラー１１１と同様に、第３ミラー１１３を角度可変とする構成は限定されるものではないが、例えば、第３ミラー１１３（もしくは第３ミラー１１３を保持する枠部）を矢印Ｂ方向に回動可能に軸支する支持部材を設け、その支持部材を１次光学系の基板１２０上に固定する。そして、第３ミラー１１３の背面側に当接し、第３ミラー１１３を矢印Ｂ方向に回動させる方向に進退する調整ねじを上記支持部材に設ける。調整者はその調整ねじを適宜調整することにより、第３ミラー１１３の傾きを変更し、これによって第３ミラー１１３を出射した光ビームの副走査方向の光路を調整することができる。ここでは、調整ねじを第３ミラー１１３から離間する方向に調整したときに、第３ミラー１１３がその調整ねじの動きに追従するように、第３ミラー１１３を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１０８】
上記の構成によって、１次光学系のシリンドリカルレンズを挟んだ前後の光路上の位置で、第２及び第３ミラー１１１，１１３によってそれぞれ主走査方向及び副走査方向の光路調整を行うことができる。
なお、第２ミラー１１１と第３ミラー１１３の他の構成例として、主走査方向及び副走査方向のいずれか一方向だけでなく、主走査方向と副走査方向の両方に角度調整を行うことができるように構成してもよい。この機構は、第２ミラー１１１または第３ミラー１１３のいずれか、もしくはその両方に付与することができる。
【０１０９】
この場合、例えば、第２／第３ミラー１１１，１１３を主走査側及び副走査側の両方に変位可能に保持する枠部を設け、その第２／第３ミラー１１１，１１３背面側の一点に当接調整ねじを設ける。そして調整ねじを調整したときに、背面側が押されたときはその部分が前面側に競り出して、結果的に主走査及び副走査方向の角度調整を可能としてもよい。この場合も調整ねじを第３ミラー１１３から離間する方向に調整したときに、第２／第３ミラー１１１，１１３がその調整ねじの動きに追従するように、第２／第３ミラー１１１，１１３を付勢するバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【０１１０】
また上記の第２／第３ミラー１１１，１１３の調整機構は、光走査装置として構成されたユニットの一方の側から操作が可能に構成される。この一方の側は、例えば、光走査装置を画像形成装置に組み込んだときの、画像形成装置の操作側（前面側）に配置する。このような構成により、第２／第３ミラー１１１，１１３の調整を画像形成装置の操作側から簡単に行うことができる。
【０１１１】
次に２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構例について説明する。２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の長手方向と、感光体ドラム３の中心軸とは互いに平行となっている必要がある。本実施形態では、感光体ドラム３に対する２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度を調整可能な機構が設けられている。
【０１１２】
図１１は、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０の角度調整機構を説明するための図で、シリンドリカルレンズ２２０とその保持機構の斜視概略図を示すものである。図１１において、２２４はシリンドリカルレンズを保持する枠、２２５は奥側支持部、２２６は偏心カム、２２７は調整ねじ、２２８はばね部材、２２９は前面側支持部、２３０は枠に設けられた長穴である。またＲは装置の奥側を示し、Ｆは装置の前面側（操作側）を示している。
【０１１３】
上記のように、感光体ドラム３はＹＭＣＫの各色用に４本用意されている。そして２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０は、各色用の感光体ドラム３に光ビームを収束するために、それぞれの感光体ドラム３の下方部分に設けられている。各シリンドリカルレンズ２２０は、金属製の枠２２４の内部に保持されている。そして、シリンドリカルレンズ２２０の角度を調整するために、その金属製の枠２２４に奥側支持部２２５と前面側支持部２２９が設けられている。ここでは枠２２４を用いずに直接にシリンドリカルレンズ２２０を各支持部２２５，２２９によって支持してもよいが、枠２２４内にシリンドリカルレンズ２２０を保持させる方が、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからず特性を安定させることができる。
【０１１４】
奥側支持部２２５は、画像形成装置の奥側で枠２２４を矢印Ｃ方向に回動可能に支持している。そして前面側支持部２２９においては、枠２２４に形成された長穴２３０によって、前面側支持部２２９の支持軸が長穴２３０の中で変位可能に構成され、これにより、上記奥側支持部２２５の軸周りに、枠２２４が微少に回動できるようになっている。
【０１１５】
画像形成装置において、感光体ドラム３は、装置奥側の壁部の軸受け部で位置決めされて取り付けられる。感光体ドラム３の位置ずれは、上記装置奥側を支点として、装置手前側が副走査方向にずれることにより生じる場合が多い。装置奥側の感光体ドラム３の軸受け部は、本来的にその精度が非常に高く、感光体ドラム３を取り付けたときに奥側の軸受け部が副走査方向にずれてしまうことはほとんどない。
【０１１６】
従って、２次光学系のシリンドリカルレンズ２２０も、装置奥側に位置する部分に、その軸周りに枠２２４を微少回動させる奥側支持部２２５を設け、感光体ドラム３に生じる位置ずれと同様の動作を行うことにより、感光体ドラム３に対する角度調整を行うことができるようにしている。
【０１１７】
図１２は、２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。シリンドリカルレンズ２２０の副走査方向への角度調整は、調整ねじ２２７を進退させることによって行うことができる。ここでは、シリンドリカルレンズ２２０を支持する枠２２４の前面側の端部側面が、偏心カム２２６に当接している。調整ねじ２２７を矢印Ｄ方向に調整すると、偏心カム２２６は矢印Ｅ方向に回動し、枠２２４側面を押圧して矢印Ｆ方向に変位させる。枠２２４は、装置奥側で軸支されているため、上記矢印Ｆ方向への変位によって装置奥側の奥側支持部２２５の軸周りに回動変位する。ここでは、偏心カム２２６を枠２２４に当接させることにより、シリンドリカルレンズ２２０に不要な応力がかからないように構成されている。
【０１１８】
シリンドリカルレンズ２２０の枠２２４の前面側端部には、ばね部材２２８が設置され、２次光学系の筐体２２３に対して枠２２４を矢印Ｇ方向に付勢している。調整ねじ２２７を矢印Ｈ方向に調整すると、偏心カム２２６が矢印Ｉ方向に回動し、ばね部材２２８の付勢作用によって枠２２４が矢印Ｇ方向に変位する。
このような構成により、シリンドリカルレンズ２２０の副走査方向の角度を調整ねじ２２７によって調整することができる。また本構成は、調整ねじ２２７が装置の前面側（すなわち画像形成装置の操作側）に配設されているため、上記第２／第３ミラー１１１，１１３の調整機構と同様に調整がしやすいという効果が生じる。
【０１１９】
次に、上記光走査装置の組み立て時における主要な光学要素の調整例について説明する。本実施形態の光走査装置は、１次光学系と２次光学系がそれぞれユニットとなって、これら各光学系を組み合わせることにより光走査装置が構成される。
１次光学系は例えばアルミ等のダイカストによって形成された基板１２０上に、各光学要素が配置されて構成されている。ここではダイカストの基板１２０上で一体的に構成することによって光学系の位置決め精度が確保される。また２次光学系は、筐体２２３の内部に各光学要素が配置されて構成されている。そして図４（Ｂ）に示すように、２次光学系が配置された筐体２２３の下側の設置位置２２２に、１次光学系のダイカストによるユニットを組み込んで構成する。また１次光学系及び２次光学系は、レンズやミラー等の各光学要素が取り外し可能に構成されている。
【０１２０】
このときに、１次光学系のユニットは、ダイカストの基板１２０に対して下側に光学要素が配置するように組み込まれる。すなわち、ダイカストの基板１２０上に光学要素を配置していくことで１次光学系のユニットを作製し、得られたユニットを天地逆向きにして２次光学系の筐体２２３内部の所定の設置位置２２２に、その筐体２２３下方（底面側）から組み付ける。天地逆向きにして下方から１次光学系を組み付けることにより、ミラー等の光学要素側には一切配線が現れず、配線が容易となるメリットもある。
【０１２１】
ここで本発明に関わる１次光学系及び２次光学系のユニット構成として、画像形成装置の使用や設計の変更にできるだけ対応できるように、光学要素の台座等の位置決め手段を予めダイカストの基板１２０もしくは筐体２２３の壁部に作製しておくようにしてもよい。 例えば、レーザダイオード１０１の仕様を変更し、異なるタイプのレーザダイオード（例えばレーザの発光部を二つ備えることにより２ラインを同時に走査するレーザダイオード）に付け替える場合に、レーザダイオードの付け替えによって光路の修正の必要が生じる場合がある。
【０１２２】
１次光学系の光学要素は、ダイカスト基板上の所定位置に配置され、一体化されていることにより精度を確保している。本実施形態では、上記のような仕様変更に対応できるようにするために、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておく。
仕様変更の際には、光走査装置から１次光学系の基板１２０を光学要素とともに取り出して、光学要素を取り外し、必要な光学要素を所定の位置決め手段に配設する。光学要素は必要に応じて交換してもよく、また配設位置を移動させるだけでもよい。
【０１２３】
このように構成することで、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その仕様に応じて光学要素をそのまま使用することができ、コスト面で大きな効果が得られる。また１次光学系では、コリメータレンズ１０２からシリンドリカルレンズ１１２までの間は、光ビームが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行であるため、光路長を自由に設定することができ、空間的制約に柔軟に対応することができる。
【０１２４】
上記の仕様変更のための光学要素の位置決め手段は、２次光学系のユニットに対しても適用することができる。例えば、印刷速度（画像形成速度）を高速化する場合に、感光体ドラム３の径が大きくなる場合がある。２次光学系における第２ｆθレンズ２０３からシリンドリカルレンズ２２０までの光路長は、ＹＭＣＫの各色において互いに同一であるため、このような仕様変更に対応するには、シリンドリカルレンズ２２０の位置と、シリンドリカルレンズ２２０に光ビームを導くミラーの位置とを変更する必要が生じる。このような仕様変更にも対応できるように、仕様変更を想定した各光学要素の配設位置に、予め台座や溝、あるいは支持用の突設部等の位置決め手段を形成しておく。仕様変更の際には、必要な光学要素を取り外し、必要な光学要素を所定の位置決め手段に配設する。
【０１２５】
このように構成することで、仕様変更時にも精度良く各光学要素を配置することができ、また仕様が変更されても、その仕様に応じて光学要素をそのまま使用することができる。特に２次光学系では、高価なｆθレンズを仕様変更後も使用できるようにすることで、コスト面で大きな効果が得られる。
【０１２６】
図１３は、光走査装置を画像形成装置内部の所定位置で固定するためのシャフト構成を説明するための図で、図１３（Ａ）は露光ユニット１を操作側の左方からみた斜視概略図、図１３（Ｂ）は露光ユニットを操作側の右方からみた斜視概略図である。図１３において、２２１ａは第１の固定用シャフト、２２１ｂは第２の固定用シャフト、２３１ａ〜２３１ｃは第１固定用シャフトを固定する固定部材、２３２ａ，２３２ｂは第２の固定用シャフトに係合する係合部、ＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹはそれぞれＫ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の光ビームを模式的に示すものである。
【０１２７】
光走査装置は、上述のように筐体２２３内部に２次光学系の光学要素が配設され、さらに筐体２２３内部の所定位置に、１次光学系のユニットが配設されて構成されている。このように筐体２２３内部でユニット化された光走査装置は、プリンタ等の画像形成装置に対して着脱式に構成される。
【０１２８】
画像形成装置は、上述のように光走査装置（露光ユニット）が備えられ、その光走査装置よって感光体ドラム３を画像データに応じて露光する。本実施形態では、光走査装置は、筐体２２３内でユニット化されて作製されているため、画像形成装置本体に対する着脱が可能である。例えば、画像形成の高速化等の仕様変更があった場合、上述のように１次光学系や２次光学系の光学要素を交換したり配置を変えることにより対応することもでき、さらには光走査装置のユニット自体を交換可能に構成することができる。
【０１２９】
図４（Ｂ）においても示されているように、光走査装置の筐体２２３を画像形成装置内で固定するため、光走査装置の筐体２２３の両側面に２本の固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂが取り付けられる。そして、画像形成装置本体のフレーム内部には、各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂを固定支持する支持部が設けられ、固定支持されたシャフト２２１ａ，２２１ｂに対して筐体２２３が固定される。すなわち、光走査装置の筐体２２３は、２本の固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂによって、画像形成装置本体内で保持される。
【０１３０】
筐体２２３に固定される固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂは、その長手方向が感光体ドラム３の軸方向と平行な方向（すなわち主走査方向）に一致するように設けられている。そして光走査装置のユニットを、画像形成装置の前面側から奥側に向かって挿入することにより、光走査装置のユニットを所定の位置に位置せしめ、筐体２２３に設けられている係合部２３２ａ，２３２ｂ（図１３（Ｂ））を第２の固定用シャフト２２１ｂに係合させ、固定用部材２３１ａ〜２３１ｃを用いて第１の固定用シャフト２２１ａに筐体２２３を固定する。
【０１３１】
図１４は、第１の固定用シャフト２２１ａを固定する機構について説明するための図で、図１４（Ａ）は筐体要部の斜視概略図、図１４（Ｂ）は装置奥側と前面側に配設した第１及び第２の支持部材を示す図、図１４（Ｃ）は上記第１及び第２の支持部材の中間付近に配設した第２の支持部材を示す図、図１４（Ｄ）は第１の支持部材と第２の支部部材に第１の固定用シャフトを係合させた状態を示す図である。図１４において、２３３ａは第１の支持部材、２３３ｂは第２の支持部材、２３３ｃは第３の支持部材、２３４は第１（または第２）の支持部材の溝部、２３５は第３の支持部材の溝部である。
【０１３２】
図１４（Ａ）に示すように、操作側からみて筐体２２３の左側には、第１の固定用シャフト２２１ａを支持して固定するための第１〜第３の支持部材２３３ａ〜２３３ｃが設けられている。第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂは、装置の奥側と前面側（操作側）の２カ所に設けられ、それらの間に第３の支持部材２３３ｃが設けられている。
【０１３３】
上記各支持部材２３３ａ〜２３３ｃには、第１の固定用シャフト２２１ａを支持するための溝部２３４，２３５が設けられる。第１の固定用シャフト２２１ａはそれらの溝部２３４，２３５で支持され、感光体ドラム３の軸方向に移動可能である。そして各支持部材の溝部２３４，２３５に第１の固定用シャフト２２１ａを配置した状態で、図１３（Ａ）に示したごとくの固定用部材２３１ａ〜２３１ｃを各支持部材２３３ａ〜２３３ｃに取り付けることにより、第１の固定用シャフト２２１ａに各支持部材２３３ａ〜２３３ｃが固定される。筐体２２３の係合部２３２ａ，２３２ｂは第２の固定用シャフト２２１ｂに係合させてあるため、この状態で筐体２２３が各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂに対して固定される。
【０１３４】
上記の各支持部材２３３ａ〜２３３ｃのうち、実際に筐体を支持する支持部材は、中央の第３の支持部材２３３ｃである。図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示すように、第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂに設けられた溝部２３４の形状と、第３の支持部材２３３ｃに設けられた溝部２３５の形状とは異なっている。すなわち、第１の固定用シャフト２２１ａは、第３の支持部材２３３ｃの溝部２３５の内壁面に当接し、その溝部２３５の内壁面によって支持されるようになっている。
【０１３５】
これに対して、第１及び第２の支持部材２３３ａ，２３３ｂの溝部２３４は、その上下方向の内壁面が第１の固定用シャフト２２１ａの表面から離間する位置となるように構成されている。すなわち第１の固定用シャフト２２１ａは、溝部２３４に対して上下方向には間隙をもって遊挿される状態となる。
第１の固定用シャフト２２１ａを各支持部材２３３ａ〜２３３ｃで支持したときに、図１４（Ｄ）に示すように、上下方向では第３の支持部材２３３ｃの１点によって第１の固定用シャフト２２１ａが支持され、第１及び第２の支持部材２３３ａ、２３３ｂは、上下方向には第１の固定用シャフト２２１ａを支持しない。第１及び第２の支持部材２３３ａ、２３３ｂは、主に水平方向のサポートを行っている。
【０１３６】
すなわち、上記のような構成により、筐体２２３は、第１の固定用シャフト２２１ａの中央部で１点、及び第２の固定用シャフト２２１ｂで２点の計３点で支持されるように構成される。この構成では支持点が３点になるため、その３点で面が決定されて筐体２２３の支持安定性が向上する。
【０１３７】
勿論、第１の固定用シャフト２２１ａを２点またはそれ以上の支持点で支持し、計４点以上の支持点で筐体２２３を支持するように構成してもよい。この場合は支持点が多いことにより信頼性が得られるが、４つ以上の支持点のうち１つ以上の支持点が他の支持点を含む面内から外れた場合は、がたつきが生じることになり、逆に支持安定性の面から好ましくないものとなる。また各固定用シャフト２２１ａ，２２１ｂを副走査方向に微調整可能とする手段を付与してもよく、これにより感光体ドラム３に対する光走査装置の副走査方向への傾きを調整することができる。
【０１３８】
次に光走査装置の組み立て時における各光学要素の位置調整の手法の一例を説明する。まずレーザダイオード１０１を鏡筒１０７（コリメータレンズ１０２及びアパーチャ１０３を含む）に取り付けて発光させ、任意のスクリーン上の光ビームを検証する。鏡筒１０７を出射した光ビームは平行光であるため、スクリーンまでの距離に関わりなくスクリーン上のビーム径は一定となる。そしてＹＭＣＫ用の４つのレーザダイオード１０１について上記の検証を行い、全てのレーザダイオード１０１から平行光が出射していることを確認する。
【０１３９】
次いで、１次光学系の基板上の所定位置に４つの鏡筒及びレーザダイオード１０１を取り付けて発光させる。ここで１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２は取り外しておく。そして４つのレーザダイオード１０１から出射した光ビームを任意のスクリーンに投射し、４つのビームの間隔が所定間隔になっているかどうかを確認する。すなわち、４つの光ビームは、コリメータレンズ１０２を出射した後はその光軸が互いに平行となって進行するため、スクリーン上に投射された４つの光ビームはその間隔が一定となる。またこの場合スクリーンまでの距離にかかわらずそのビーム間隔が一定になる。これらの挙動を検証することによって、４つのビームのそれぞれが平行光でかつ４つの光ビームの光軸が互いに平行になっていることを確認する。なおビーム間隔を見る場合は、各光ビームの重心間距離を確認すればよい。
【０１４０】
次いで１次光学系のシリンドリカルレンズ１１２等の光学要素を所定位置に配設し、１次光学系ユニットを２次光学系の筐体２２３の所定の設置位置２２２に組み込む。そして、レーザダイオード１０１を発光させ、４つの発光ビームがポリゴンミラー２０１の反射面上で収束していることを確認する。
【０１４１】
次いで２次光学系の第２ｆθレンズ２０３とシリンドリカルレンズ２２０との間にスクリーンを設置し、第２ｆθレンズ２０３を出射した４つの光ビームを投射させる。そして４つの光ビームが副走査方向に所定の間隔でスクリーン上に投射されていることを検証する。
さらには、上記２次光学系の第２ｆθレンズ２０３とシリンドリカルレンズ２２０との間にもう１枚スクリーンを設置し、計２枚のスクリーン上の４つの光ビームが、いずれも同じビーム間隔で投射されることを検証する。第２ｆθレンズ２０３を出射した後は、４つのビームの光軸は副走査方向に所定の間隔で互いに平行であるため、上記のように２枚のスクリーン上の投射ビームを検証することによって、光学系が最適な状態になっていることを確認することができる。
ここで、スクリーン上の４つのビームが所定の間隔で並んでいない場合には、１次光学系、例えば第２ミラー１１１あるいは第３ミラー１１３を調整し、光ビームが所望の挙動を示すように設定する。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の光走査装置が使用される画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の光走査装置の１次光学系ユニットの構成例を示す平面図である。
【図３】図２の１次光学系ユニットの斜視概略図である。
【図４】光走査装置の２次光学系の構成例を示す図である。
【図５】１次光学系及び２次光学系の各色の個々の光ビームの状態を説明するための図である。
【図６】副走査方向における４つの光ビームの光路を模式的に示す図である。
【図７】上記光ビームの副走査方向の書き込み位置を検出するためのＢＤセンサについてその構成を模式的に示す図である。
【図８】本実施形態に適用可能なＢＤセンサの構成例を説明するための図である。
【図９】ＢＤセンサの検出精度を上げるためにマスクを設置した構成例を説明するための図である。
【図１０】光走査装置の制御系の構成例を説明するブロック図である。
【図１１】２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整機構を説明するための図である。
【図１２】２次光学系のシリンドリカルレンズの角度調整を行うための調整機構を説明するための要部拡大概略図である。
【図１３】光走査装置を画像形成装置内部の所定位置で固定するためのシャフト構成を説明するための図である。
【図１４】第１の固定用シャフト２２１ａを固定する機構について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１…露光ユニット、２…現像器、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、７…定着ユニット、８…給紙カセット、９…排紙トレイ、１０…転写ローラ、１１…ピックアップローラ、１２ａ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…搬送ローラ、１３…レジストローラ、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルト駆動ローラ、６３…中間転写ベルトテンション機構、６４…中間転写ベルト従動ローラ、６５…中間転写ローラ、６６…中間転写ベルトクリーニングユニット、７１…ヒートローラ、７２…加圧ローラ、１００…１次光学系ユニット、１０１…レーザダイオード、１０２…コリメータレンズ、１０３…アパーチャ、１０４…レーザドライブ基板、１０５…レーザホルダ、１０６…レンズホルダ、１０７…鏡筒、１０８…取付けネジ、１１０…第１ミラー、１１１…第２ミラー、１１２…シリンドリカルレンズ、１１３…第３ミラー、１２０…基板、２００…２次光学系ユニット、２０１…ポリゴンミラー、２０２…第１ｆθレンズ、２０３…第２ｆθレンズ、２０４…Ｋ用ミラー、２０５…Ｃ用第１ミラー、２０６…Ｃ用第２ミラー、２０７…Ｃ用第３ミラー、２０８…Ｍ用第１ミラー、２０９…Ｍ用第２ミラー、２１０…Ｙ用第１ミラー、２１１…Ｙ用第２ミラー、２１２…Ｙ用第３ミラー、２１３…同期ミラー、２１４…ＢＤセンサレンズ、２１５…ＢＤセンサ、２１６…ＢＤセンサ、２１７…受光部、２１８…マスク、２２０…シリンドリカルレンズ、２２１ａ，２２１ｂ…固定用シャフト、２２２…１次光学系ユニットの設置位置、２２３…筐体、２２４…シリンドリカルレンズを保持する枠、２２５…奥側支持部、２２６…偏心カム、２２７…調整ねじ、２２８…ばね部材、２２９…前面側支持部、２３０…長穴、２３１ａ…固定用部材、２３２ａ，２３２ｂ…係合部、２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ…支持部材、２３４，２３５…溝部、３０１…ＬＳＵコントローラ、３０２…レーザドライバ回路（ＬＤ Ｄｒｉｖｅｒ）、３０３…ポリゴンモータ、４０１…本体制御部、４０２…画像処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラーに照射し、該複数の光ビームを前記ポリゴンミラーの回転によって走査光とし、該複数の走査光が同時に複数の感光体を走査して露光することにより各前記感光体に潜像を形成する光走査装置において、
該光走査装置は、前記光源と、該光源から出射した複数の光ビームを前記ポリゴンミラーに向けて出射する光学系とを有する１次光学系ユニットと、
前記ポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーで反射した光ビームを前記感光体へ向けて出射する光学系とを有する２次光学系ユニットとを有し、
前記１次光学系ユニットは、前記２次光学系ユニットに対して着脱自在に構成され、前記１次光学系ユニットと前記２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットが、前記感光体を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記１次光学系ユニットは、前記光源として第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオード、第３のレーザダイオード、及び第４のレーザダイオードを有し、
さらに前記第２ないし第４のレーザダイオードから出射した光ビームを反射させる第１ミラーと、
前記第１のレーザダイオードから出射した光ビーム、及び前記第１ミラーで反射した光ビームを反射させる第２ミラーと、
該第２ミラーを出射した光ビームに作用する１次光学系シリンドリカルレンズと、
該１次光学系シリンドリカルレンズを出射した光ビームを前記ポリゴンミラーに向けて反射させる第３ミラーとを有し、
前記２次光学系ユニットは、前記ポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを出射した光ビームに作用するｆθレンズと、該ｆθレンズを出射した光ビームを前記感光体の表面に向けて収束させる２次光学系シリンドリカルレンズとを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光走査装置において、前記感光体の表面における走査方向を主走査方向とし、前記複数の感光体の配列方向を副走査方向とし、
前記ｆθレンズは、第１ｆθレンズ及び第２ｆθレンズによって構成され、
前記ポリゴンミラーから出射した個々の光ビームは、主走査方向に平行光でかつ副走査方向に拡散光であって、かつ複数の光ビームのそれぞれの光軸が副走査方向では前記それぞれの光軸が互いに角度をもって広がって進行し、
前記第１ｆθレンズと第２ｆθレンズは、前記主走査方向に平行光である個々の光ビームを前記感光体表面でほぼ収束する収束光に変換し、
前記第２ｆθレンズは、前記副走査方向に広がっていく複数の光ビームを、該複数の光ビームの光軸が互いに平行となるように変換し、
前記２次光学系シリンドリカルレンズは、前記第２ｆθレンズを出射した光ビームの副走査方向のみに作用して、前記個々の光ビームが平行光でかつ複数の光ビームの光軸が互いに平行である光ビームを、該個々の光ビームが前記感光体表面でほぼ収束するように変換するとともに、複数の光ビームが前記感光体表面にほぼ収束するように変換することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置において、前記２次光学系ユニットは筐体の内部に前記ポリゴンミラーを含む複数の光学要素を配置することによって構成され、前記１次光学系ユニットは、前記光学要素を配置した筐体の底面側から前記２次光学系ユニットに装着されて構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び前記２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、前記感光体を備えた画像形成装置の性能に応じて組み替えできるように、取り外し可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び／または前記２次光学系ユニットは、画像形成装置の性能に応じて光学要素の配置位置を変更して組み替えるための位置決め手段を有し、前記光学要素を組み替える場合に、不必要な光学要素を取りはずして前記位置決め手段に必要な光学要素を配置可能としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び前記２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、入射する光ビームに対する角度または位置が調整可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光走査装置において、前記調整可能な光学要素は、前記第２ミラー、前記第３ミラー、及び前記２次光学系シリンドリカルレンズを含むことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の光走査装置において、前記角度または位置を調整するための調整手段は、前記各光学系ユニットの一方の側から操作可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査装置において、前記各光学系ユニットの一方の側は、該光学系ユニットが取り付けられる画像形成装置の操作側であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１に記載の光走査装置において、前記２次光学系ユニットの筐体に２本の固定用シャフトを備え、前記１次光学系ユニットと前記２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットは、前記固定用シャフトによって前記画像形成装置に固定されることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光走査装置において、前記固定用シャフトに対して前記光走査装置の筐体を高さ方向に３点で支持して固定可能としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
前記感光体と、請求項１ないし１２のいずれか１に記載の光走査装置とを備え、該光走査装置によって前記感光体に潜像を形成し、該潜像を顕像化することで画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像データに応じて光源から出射された複数の光ビームをポリゴンミラーに照射し、該複数の光ビームを前記ポリゴンミラーの回転によって走査光とし、該複数の走査光が同時に複数の感光体を走査して露光することにより各前記感光体に潜像を形成する光走査装置において、
該光走査装置は、前記光源と、該光源から出射した複数の光ビームを前記ポリゴンミラーに向けて出射する光学系とを有する１次光学系ユニットと、
前記ポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーで反射した光ビームを前記感光体へ向けて出射する光学系とを有する２次光学系ユニットとを有し、
前記１次光学系ユニットは、前記２次光学系ユニットに対して着脱自在に構成され、前記１次光学系ユニットと前記２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットが、前記感光体を備える画像形成装置に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記１次光学系ユニットは、前記光源として第１のレーザダイオード、第２のレーザダイオード、第３のレーザダイオード、及び第４のレーザダイオードを有し、
さらに前記第２ないし第４のレーザダイオードから出射した光ビームを反射させる第１ミラーと、
前記第１のレーザダイオードから出射した光ビーム、及び前記第１ミラーで反射した光ビームを反射させる第２ミラーと、
該第２ミラーを出射した光ビームに作用する１次光学系シリンドリカルレンズと、
該１次光学系シリンドリカルレンズを出射した光ビームを前記ポリゴンミラーに向けて反射させる第３ミラーとを有し、
前記２次光学系ユニットは、前記ポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを出射した光ビームに作用するｆθレンズと、該ｆθレンズを出射した光ビームを前記感光体の表面に向けて収束させる２次光学系シリンドリカルレンズとを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光走査装置において、前記感光体の表面における走査方向を主走査方向とし、前記複数の感光体の配列方向を副走査方向とし、
前記ｆθレンズは、第１ｆθレンズ及び第２ｆθレンズによって構成され、
前記ポリゴンミラーから出射した個々の光ビームは、主走査方向に平行光でかつ副走査方向に拡散光であって、かつ複数の光ビームのそれぞれの光軸が副走査方向では前記それぞれの光軸が互いに角度をもって広がって進行し、
前記第１ｆθレンズと第２ｆθレンズは、前記主走査方向に平行光である個々の光ビームを前記感光体表面でほぼ収束する収束光に変換し、
前記第２ｆθレンズは、前記副走査方向に広がっていく複数の光ビームを、該複数の光ビームの光軸が互いに平行となるように変換し、
前記２次光学系シリンドリカルレンズは、前記第２ｆθレンズを出射した光ビームの副走査方向のみに作用して、前記個々の光ビームが平行光でかつ複数の光ビームの光軸が互いに平行である光ビームを、該個々の光ビームが前記感光体表面でほぼ収束するように変換するとともに、複数の光ビームが前記感光体表面にほぼ収束するように変換することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置において、前記２次光学系ユニットは筐体の内部に前記ポリゴンミラーを含む複数の光学要素を配置することによって構成され、前記１次光学系ユニットは、前記光学要素を配置した筐体の底面側から前記２次光学系ユニットに装着されて構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び前記２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、前記感光体を備えた画像形成装置の性能に応じて組み替えできるように、取り外し可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び／または前記２次光学系ユニットは、画像形成装置の性能に応じて光学要素の配置位置を変更して組み替えるための位置決め手段を有し、前記光学要素を組み替える場合に、不必要な光学要素を取りはずして前記位置決め手段に必要な光学要素を配置可能としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、前記１次光学系ユニット及び前記２次光学系ユニットの光学系を構成する光学要素の少なくとも一部は、入射する光ビームに対する角度または位置が調整可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光走査装置において、前記調整可能な光学要素は、前記第２ミラー、前記第３ミラー、及び前記２次光学系シリンドリカルレンズを含むことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の光走査装置において、前記角度または位置を調整するための調整手段は、前記各光学系ユニットの一方の側から操作可能に構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査装置において、前記各光学系ユニットの一方の側は、該光学系ユニットが取り付けられる画像形成装置の操作側であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１に記載の光走査装置において、前記２次光学系ユニットの筐体に２本の固定用シャフトを備え、前記１次光学系ユニットと前記２次光学系ユニットとが組み合わされたユニットは、前記固定用シャフトによって前記画像形成装置に固定されることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光走査装置において、前記固定用シャフトに対して前記光走査装置の筐体を高さ方向に３点で支持して固定可能としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
前記感光体と、請求項１ないし１２のいずれか１に記載の光走査装置とを備え、該光走査装置によって前記感光体に潜像を形成し、該潜像を顕像化することで画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３２３１５７（Ｐ２００６−３２３１５７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４６５５３（Ｐ２００５−１４６５５３）
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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