光走査装置及び画像形成装置
【課題】光走査装置を構成する光学要素の角度や位置の調整を、高精度で簡便に行うことができるようにする。
【解決手段】光走査装置は、ＹＣＭ用のレーザダイオード１０１から出射した光ビームを反射させる第１ミラー１１０と、Ｋ用のレーザダイオード１０１から出射した光ビーム及び第１ミラー１１０で反射した光ビームを反射させる第２ミラー１１１と、第２ミラー１１１を出射した光ビームに作用するシリンドリカルレンズ１１２と、１次光学系シリンドリカルレンズ１１２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１１３とを有している。そして第２ミラー１１１には、光ビームを主走査方向に調整可能とする調整機構が設けられ、第３ミラー１１３には、光ビームを副走査方向に調整可能とする調整機構が設けられている。
【解決手段】光走査装置は、ＹＣＭ用のレーザダイオード１０１から出射した光ビームを反射させる第１ミラー１１０と、Ｋ用のレーザダイオード１０１から出射した光ビーム及び第１ミラー１１０で反射した光ビームを反射させる第２ミラー１１１と、第２ミラー１１１を出射した光ビームに作用するシリンドリカルレンズ１１２と、１次光学系シリンドリカルレンズ１１２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１１３とを有している。そして第２ミラー１１１には、光ビームを主走査方向に調整可能とする調整機構が設けられ、第３ミラー１１３には、光ビームを副走査方向に調整可能とする調整機構が設けられている。
【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２００２−９０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光走査装置には、レンズやミラー等の多数の光学要素がそれぞれ最適な位置に配置されている。これらの光学要素は、レーザダイオードによる発光素子から発光した光ビームの光路を導き、またビーム形状を整えて感光体上に精度よく照射するために配置されている。これらの光学要素は、装置の組み立て調整時や、その後の運転を経た後に、位置や角度の調整が必要となる場合がある。
【０００９】
例えば、光ビームを走査するためのポリゴンミラーに、光ビームを収束させる光学系の光学要素に位置ずれを生じた場合には、例えば感光体への光ビームの書き込み位置が、適正な位置からずれて感光体で形成させる画像の質が悪化するという問題が生じる。
【００１０】
光学要素の調整は、精度の高い調整を簡便に行うことができるようにすることが好ましい。この場合、光学要素の調整手段は、光学要素の特性に影響を与えることなく、かつ高精度にその角度や位置を調整できる必要がある。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、光ビームを走査するための光学系を構成する光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整を簡便に行うことができる調整機構を備えた光走査装置、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】
本発明の第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、それぞれの光ビームをポリゴンミラーに照射する光学要素を一体的に構成するとともに、少なくともポリゴンミラーに照射させる光ビームを、一括的に主走査方向に調整する手段及び副走査方向に調整する手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、上記の光ビームを一括的に調整する手段は、それぞれの光ビームをポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するための副走査方向のみにパワーを有するレンズを挟んで両側に備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第３の技術手段は、第２の技術手段において、調整手段は、副走査方向のみにパワーを有するレンズの光源側光路上で、それぞれの光ビームを主走査方向に変更可能とする手段と、副走査方向のみにパワーを有するレンズの光源と反対側の光路上で、それぞれの光ビームを副走査方向に変更可能とする手段とを有していることを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第４の技術手段は、第１ないし３のいずれか１の技術手段において、光走査装置は、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、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、副走査方向のみにパワーを有するレンズはシリンドリカルレンズであり、光ビームを主走査方向に変更可能とする手段は第２ミラーに設けられ、光ビームを副走査方向に変更可能とする手段は第３ミラーに設けられていることを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の第５の技術手段は、第４の技術手段において、第１ミラーは複数のミラーよりなるミラー群で構成さ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１ないし第５の技術手段のいずれか１に記載の光走査装置と、感光体とを備え、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】
【００１８】
本発明によれば、光走査を行うポリゴンミラーに光ビームを入射させる光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整を簡便に行うことができる。特に、光ビームをポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するためのシリンドリカルレンズを挟んで両側に調整機構を備え、これら調整機構により主走査方向と副走査方向との調整を分離して行うようにすることで、光ビームの調整を高精度に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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で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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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は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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図７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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【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】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。
【符号の説明】
【００９０】
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、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、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２００２−９０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光走査装置には、レンズやミラー等の多数の光学要素がそれぞれ最適な位置に配置されている。これらの光学要素は、レーザダイオードによる発光素子から発光した光ビームの光路を導き、またビーム形状を整えて感光体上に精度よく照射するために配置されている。これらの光学要素は、装置の組み立て調整時や、その後の運転を経た後に、位置や角度の調整が必要となる場合がある。
【０００９】
例えば、光ビームを走査するためのポリゴンミラーに、光ビームを収束させる光学系の光学要素に位置ずれを生じた場合には、例えば感光体への光ビームの書き込み位置が、適正な位置からずれて感光体で形成させる画像の質が悪化するという問題が生じる。
【００１０】
光学要素の調整は、精度の高い調整を簡便に行うことができるようにすることが好ましい。この場合、光学要素の調整手段は、光学要素の特性に影響を与えることなく、かつ高精度にその角度や位置を調整できる必要がある。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、光ビームを走査するための光学系を構成する光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整を簡便に行うことができる調整機構を備えた光走査装置、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】
本発明の第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、それぞれの光ビームをポリゴンミラーに照射する光学要素を一体的に構成するとともに、少なくともポリゴンミラーに照射させる光ビームを、一括的に主走査方向に調整する手段及び副走査方向に調整する手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、上記の光ビームを一括的に調整する手段は、それぞれの光ビームをポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するための副走査方向のみにパワーを有するレンズを挟んで両側に備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第３の技術手段は、第２の技術手段において、調整手段は、副走査方向のみにパワーを有するレンズの光源側光路上で、それぞれの光ビームを主走査方向に変更可能とする手段と、副走査方向のみにパワーを有するレンズの光源と反対側の光路上で、それぞれの光ビームを副走査方向に変更可能とする手段とを有していることを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第４の技術手段は、第１ないし３のいずれか１の技術手段において、光走査装置は、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、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、副走査方向のみにパワーを有するレンズはシリンドリカルレンズであり、光ビームを主走査方向に変更可能とする手段は第２ミラーに設けられ、光ビームを副走査方向に変更可能とする手段は第３ミラーに設けられていることを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の第５の技術手段は、第４の技術手段において、第１ミラーは複数のミラーよりなるミラー群で構成さ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１ないし第５の技術手段のいずれか１に記載の光走査装置と、感光体とを備え、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】
【００１８】
本発明によれば、光走査を行うポリゴンミラーに光ビームを入射させる光学要素の角度や位置を調整する調整機構において、精度の高い調整を簡便に行うことができる。特に、光ビームをポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するためのシリンドリカルレンズを挟んで両側に調整機構を備え、これら調整機構により主走査方向と副走査方向との調整を分離して行うようにすることで、光ビームの調整を高精度に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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で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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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は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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図７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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【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】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。
【符号の説明】
【００９０】
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、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、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、それぞれの光ビームを前記ポリゴンミラーに照射する光学要素を一体的に構成するとともに、少なくとも前記ポリゴンミラーに照射させる光ビームを、一括的に主走査方向に調整する手段及び副走査方向に調整する手段を備えた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、前記光ビームを一括的に調整する手段は、それぞれの光ビームを前記ポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するための副走査方向のみにパワーを有するレンズを挟んで両側に備えた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、前記調整手段は、前記副走査方向のみにパワーを有するレンズの前記光源側光路上で、それぞれの光ビームを主走査方向に変更可能とする手段と、前記副走査方向のみにパワーを有するレンズの前記光源と反対側の光路上で、それぞれの光ビームを副走査方向に変更可能とする手段とを有してい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、該光走査装置は、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、前記第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、
前記副走査方向のみにパワーを有するレンズは前記シリンドリカルレンズであり、前記光ビームを主走査方向に変更可能とする手段は前記第２ミラーに設けられ、前記光ビームを副走査方向に変更可能とする手段は前記第３ミラーに設けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光走査装置において、前記第１ミラーは複数のミラーよりなるミラー群で構成さていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置と、前記感光体とを備え、前記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、それぞれの光ビームを前記ポリゴンミラーに照射する光学要素を一体的に構成するとともに、少なくとも前記ポリゴンミラーに照射させる光ビームを、一括的に主走査方向に調整する手段及び副走査方向に調整する手段を備えた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、前記光ビームを一括的に調整する手段は、それぞれの光ビームを前記ポリゴンミラー上の主走査方向に線状に集光するための副走査方向のみにパワーを有するレンズを挟んで両側に備えた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、前記調整手段は、前記副走査方向のみにパワーを有するレンズの前記光源側光路上で、それぞれの光ビームを主走査方向に変更可能とする手段と、前記副走査方向のみにパワーを有するレンズの前記光源と反対側の光路上で、それぞれの光ビームを副走査方向に変更可能とする手段とを有してい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、該光走査装置は、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、前記第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、
前記副走査方向のみにパワーを有するレンズは前記シリンドリカルレンズであり、前記光ビームを主走査方向に変更可能とする手段は前記第２ミラーに設けられ、前記光ビームを副走査方向に変更可能とする手段は前記第３ミラーに設けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光走査装置において、前記第１ミラーは複数のミラーよりなるミラー群で構成さていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置と、前記感光体とを備え、前記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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３３７５１４（Ｐ２００６−３３７５１４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５９５２５（Ｐ２００５−１５９５２５）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【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１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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