JP2005234507A

JP2005234507A - 光走査装置および多色画像形成装置

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Publication number: JP2005234507A
Application number: JP2004047003A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Nakajima; 智宏中島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: JP4340557B2

Abstract

【課題】多色画像形成装置において、ポリゴンミラーの厚さを厚くせずに単一の偏向面で複数の画像形成ステーションに対応した光ビームを走査するには、各光ビームの間隔を偏向面で近接させ、偏向された後には各光ビームを空間的に分離する必要がある。しかし、偏向面の回転に伴う反射点の移動により走査ラインが副走査方向に湾曲する。
【解決手段】光源２５０からの光ビームは、主走査平面に光軸を合わせた偏向前光学系２０９の光軸上に入射後、偏向手段２１３の上段のポリゴンミラーに入射し、主走査方向に偏向され、走査光学系を経て感光体ドラム１０２上に主走査される。光源２５２からの光ビームは同様な偏向前光学系２１１の光軸より下に偏心して入射後、副走査方向に角度を持って、同じポリゴンミラーの主走査平面上に入射し、感光体ドラム１０１上に主走査される。光源２５１と光源２５３も下段のポリゴンミラーに対し類似に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に関する。

カールソンプロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの回転に従って潜像形成、現像、転写が行われる。したがって、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねる多色画像形成装置においては、感光体ドラムの偏心や径のばらつきによる潜像形成から転写までの時間、各色の感光体ドラム間隔の異なり、転写体、例えば、転写ベルトや記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行によって、各トナー像の副走査方向のレジストずれにより色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させる。
同様に、光走査装置においても、感光体ドラムに形成する静電潜像の主走査倍率および書込み位置を正確に合わせなければ、主走査方向のレジストずれが発生し、色ずれや色変わりの要因となる。

このようなレジストずれを低減するため、従来、複数の画像形成ステーションを単一のハウジングに収納して相対的な配置精度を保ち、さらに単一のポリゴンミラーにより複数のステーションに対応した光ビームを一括で走査し、書出し開始の位相が揃うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、ポリゴンミラーで偏向された後、各光ビームを各々に対応した被走査面まで導いていかなければならず、各光ビームを分離できるような光線のレイアウトとしておく必要がある。

反面、ポリゴンミラーが厚くなると回転負荷が大きくなり高速に回転できなくなるうえ、回転体の重心が高くなり軸受剛性や振動面で不利になる。
ポリゴンミラーの厚さをなるべく薄くする方法として、プリズム等を用いて偏向面での副走査方向の間隔を狭める（例えば、特許文献２参照。）、あるいは、偏向面の法線に対し副走査方向での入射角を光ビーム毎に異ならせて入射させ、偏向後に光束が離隔するようにして各ビームを分離する例（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。
また、偏向面の法線に対し角度をもって光ビームを入射させる際、走査ラインの曲がりが発生するが、この補正手段として、あらかじめ走査レンズの母線形状を副走査方向に湾曲させて設計する方法（例えば特許文献４参照。）や、副走査方向にパワーを有する走査レンズを組付時に主走査に沿って変形させる方法（例えば特許文献５参照。）が開示されている。

特開２００２−１３９８８４号公報特開２００１−３０５４５０号公報特開２０００−１８０７４９号公報特許第３４５０６５３号公報特開２００２−１４８５５１号公報

上記したようにポリゴンミラーの厚さを厚くせずに単一の偏向面で複数の画像形成ステーションに対応した光ビームを走査するには、各光ビームの間隔を偏向面で近接させ、偏向された後には各光ビームを空間的に分離する必要がある。
偏向面の法線に対し角度をもって光ビームを入射させることにより特別な部品を追加することなく対処が可能であるが、偏向面の回転に伴う反射点の移動により、偏向面の回転軸方向に対し垂直に入射する際にはなかった、走査ラインが副走査方向に湾曲するといった不具合が発生する。
走査ラインの曲がりは、特許文献２等により、走査レンズを曲がりの発生具合に合わせて設計することで補正は可能であるが、部品のばらつき等による偏向面への入射角のずれや、走査レンズの加工精度により設計値との誤差が生じ、完全に補正しきれず、ある程度の曲がりは残ってしまう。

このような各画像形成ステーション間の曲がり残差がわずかでもあると、上記したように色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させる。
従来、特許文献５に示される方法等により、特定の画像形成ステーションを基準として相対的なライン形状の調整を行なっているが、これは、走査レンズの成形に伴う反りや、複数のレンズ間の配置ずれによって生じる単調な曲がりの補正であり、上記したような複雑な曲がりに対応できうるものではなく、調整作業が面倒で生産効率を著しく低下させていた。
したがって、こういった調整が必要な因子はできるだけ避けることが好ましい。
本発明では、複数の画像形成ステーションによって形成された画像を重ね合わせるタンデム方式の多色画像形成装置において、
１．薄肉のポリゴンミラーで複数の画像形成ステーションに対応する光ビームを偏向できるようにし、ポリゴンモータの回転負荷を低減して電力を削減する
２．各ステーション間の走査ラインの曲がり残差を抑制し、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像形成が行なえるようにする一方、調整工程を簡素化し生産効率を向上する
ことを目的としている。

請求項１に記載の発明では、副走査方向に離隔して配備した第１および第２の光源手段とを有する光源装置と、該各光源手段からの各光ビームを一括して偏向し主走査を行う偏向手段と、前記各光ビームのそれぞれを前記偏向手段に設けられた偏向面に入射させる偏向前光学系と、偏向された前記各光ビームを各々に対応した被走査面に結像する走査光学系と、を有する光走査装置において、前記第１の光源手段の射出軸を、当該光源手段に対応する偏向前光学系の光軸を含む主走査平面に一致するよう配備し、前記第２の光源手段の射出軸を、前記主走査平面に対して偏心するよう配備して、前記各光ビームを前記偏向手段の偏向面の近傍で副走査方向に交差させ、共通の偏向面で走査することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光走査装置において、前記偏向前光学系は前記光ビームを少なくとも偏光面の近傍で副走査方向に収束させると共に、各々の偏向前光学系の収束位置が重なるよう配置したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の光走査装置において、前記各光源手段は、前記偏向面に入射する光束の前記走査光学系の光軸に対する主走査方向に見た角度、すなわち平均入射角度θが、互いに異なっていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の光走査装置において、前記第２の光源手段の前記平均入射角θが、前記第１の光源手段のそれより小さいことを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記偏向前光学系は、各光源手段からの光ビームを、少なくとも偏向面の近傍で副走査方向に収束させるとともに、前記第２の光源手段に対応した偏向前光学系を、光軸周りに回動させることによって、収束された光ビームの偏向面における光束の姿勢を変更できることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の光走査装置において、前記第２の光源手段の前記偏向面における光束の姿勢を前記第１の光源手段のそれに一致させるのに要する前記偏向前光学系の光軸周りの回動角をγとし、前記第２の光源手段からの光ビームが前記主走査平面となす角度をβとし、同光ビームの平均入射角をθ２とするとき、γは以下の式
γ＝ｔａｎ⁻¹｛ｔａｎ（θ／２）・ｔａｎβ｝
で表されることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記走査光学系を構成する光学素子のうち前記偏向手段に最も近い光学素子は、副走査方向に収束力を有さず、前記各光源手段からの光ビームを通過させることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光走査装置を、前記偏向手段を共用して２組備え、該偏向手段の相異なる偏向面で偏向される各組の前記主走査平面を同一面に配置し、前記被走査面における各々の走査線が平行で、組によって走査方向が異なることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光走査装置を、前記偏向手段を共用して２組備え、各組の前記主走査平面を、前記偏向面ともども所定間隔をもって平行に配置し、前記被走査面における各々の走査線が平行、かつ走査方向が同方向であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の光走査装置において、前記各組の前記第２の光源手段は、それぞれの射出軸をそれぞれの主走査平面に対して相反する方向に偏心させてあることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の光走査装置を用いた多色画像形成装置を特徴とする。

本発明は各光ビームを偏向手段の偏向面の近傍で副走査方向に交差させ、共通の偏向面で走査することにより薄肉のポリゴンミラーでゴンミラー回転軸を含む側断面図である。
図３、図４はハウジングの構成を示す分解斜視図である。
各図において符号１０１〜１０４は感光体ドラム、１０５は転写ベルト、１１１〜１１４は防塵ガラス、１１５はポリゴンモータベース部、１１６は固定軸、１１７は円筒スリーブ、１１８は磁気コイル、１１９は環状のマグネット、２０１〜２０４は光ビーム、２０９〜２１２はシリンダレンズ、２１３は偏向手段としてのポリゴンミラー、２１５〜２１７は反射ミラー、２１８はｆθレンズ、２１９〜２２２はトロイダルレンズ、２２３〜２２６は折り返しミラー、２２７〜２２９は折り返しミラー、２３１はＬＥＤ素子、２３２はフォトセンサ、２３３は集光レンズ、２３４はハウジング、２３５はカバー、２３６はポリゴンモータ、２４１〜２４３は非平行平板、２５０〜２５３は光源ユニット、２５４、２５５は板ばね、２５６〜２５９は突き当て部、２６０〜２６２は突き当て部、持部材、２８３、２８４は基板、２８５、２８６は装着面、２９０はネジ穴、５０２はくさび状の板ばね、５２０はＬ字状のブラケットをそれぞれ示す。

本実施例は４ステーション分を一方向に走査する実施例である。４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４を転写ベルト１０５の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写することでカラー画像を形成する画像形成装置において、各光走査装置を一体的に構成し単一のポリゴンミラー２１３の同一面で全ての光ビームを走査する。
また、実施例では、各感光体に対して半導体レーザを対で配備し、副走査方向に記録密度に応じて１ラインピッチ分ずらして走査することにより、２ラインずつ同時に走査するようにしている。ここで副走査方向とは、本来は感光体ドラム面の移動方向を指す言葉であり、主走査方向とは感光体上を光束が走査する方向を指す言葉であるが、光源その他の配置は、これら両方向と密接に関係を持たせて配置しているので、便宜上、それぞれに対応する方向を同様に副走査方向、あるいは主走査方向と呼ぶことにする。
各光源ユニットからのビーム２０１、２０２、２０３、２０４は、光源ユニット毎に射出位置が副走査方向に異なる部位、実施例では光源ユニット２５０の射出位置が最も高くハウジング底面から離れた位置となるよう、続いて光源ユニット２５２、２５３、２５１の順に、また、主走査方向には射出方向がポリゴンミラーの偏向点に向かって収斂するように配置され、発光点からポリゴンミラーの偏向点に至る光路長は各々同一となるよう設定されている。

シリンダレンズ２０９、２１０、２１１、２１２は、一方を平面、もう一方を副走査方向に共通の曲率を有し、ポリゴンミラー２１３の偏向点までの光路長が等しくなるように配備して、各光ビームは偏向面にて副走査方向に線状となるように収束され、偏向点と感光体面上とが副走査方向に共役となるようにして、後述するトロイダルレンズとの組み合わせで面倒れ補正光学系をなす。
非平行平板２４１、２４２、２４３は、光学くさびとも呼ばれ、いずれか一面を主または副走査方向にわずかに傾けたガラス基板であり、基準色を除くステーション（実施例では、光源ユニット２５０からのビーム以外）に配備され、光軸周りに回転制御することで各走査位置を安定的に保持する。
ビーム合流手段としての反射ミラー２１５、２１６、２１７は、反射角がビーム合流手段での折り返し位置ａ、ｂ、ｃが偏向点ｏから近いほど鋭角となるように配置すると同時に、反射ミラー２１６、２１７の位置を光源ユニット２５０からのビームの光路に重ならない位置まで主走査方向にずらし、ポリゴンミラー２１３へは異なる平均入射角で入射されるようにしている。
ここで、平均入射角とは、主走査方向に見たときの、光源からの入射光線が、走査光学系の光軸となす角度を意味する。
実施例では光源ユニット２５１の平均入射角を光源ユニット２５０のそれと一致させ、また、光源ユニット２５３の平均入射角を光源ユニット２５２のそれと一致させて配置している。
なお、光源ユニット２５０からのビームは反射ミラーを介さず直接ポリゴンミラーへと向かうようにしているが、他のビームと同様、反射ミラーを配備して折り返してもよい。

各反射面は階段状に高さが異なり、光源ユニット２５０からのビームは、反射ミラー２１５の直上をかすめてポリゴンミラーへと向かい、光源ユニット２５１からのビームは反射ミラー２１５で折り返され、光源ユニット２５０からの光路に主走査方向を近接させ、ポリゴンミラーへと向かう。
同様に光源ユニット２５２からのビームは、反射ミラー２１６で折り返され反射ミラー２１７の直上をかすめてポリゴンミラーへと向かい、光源ユニット２５３からのビームは反射ミラー２１７で折り返され、光源ユニット２５２からの光路に主走査方向を近接させ、ポリゴンミラーへと向かう。
ポリゴンミラー２１３は２段に構成されており、上段では光源ユニット２５０、２５２からのビームを、また下段では光源ユニット２５１、２５３からのビームを走査する。

図５はポリゴンミラーに対する光線の入出射角を説明するための概念図である。
図６は主走査平面に対する入射角を説明するための図である。
図５において符号７０１はポリゴンミラー、７０２は主走査平面、７０３、７０４は入射光線、７０５は出射光線、７０７はシリンダレンズをそれぞれ示す。
入射光線７０３は光源ユニット２５０、２５１からの光束に相当し、入射光線７０４は光源ユニット２５２からの光束に相当する。
ここで主走査平面とは、ポリゴンミラー上の光束の入射点を含み回転軸に直交する平面とする。
光源ユニット２５０、２５１からのビームは図５に光線７０３で示すように主走査平面７０２内で偏向面７０１に入射され、光源ユニット２５２、２５３からのビームは光線７０４で示すように主走査平面に対し副走査方向にβ（実施例では３°）だけ傾けて入射され偏向面の近傍で主走査平面と交差する。
各々平均入射角は、θ１＝６０°、θ２＝７０°としている。
実施例では、図６に示すように、各シリンダレンズ２０９、２１０、２１１、２１２の光軸が主走査平面上に揃うよう配置し、光源ユニット２５２の射出軸を主走査平面より下側、また、光源ユニット２５３の射出軸を主走査平面より上側に各々ｄだけシフトして配備することにより、光源ユニット２５２からのビーム２０３はシリンダレンズ２１１の光軸より下側に入射され、屈折力により上向きに変えられて、偏向された後に主走査平面を貫いて光源ユニット２５０からのビームと上下関係が入れ代わって離散していく。

一方、光源ユニット２５３からのビームはシリンダレンズ２１２の光軸より上側に入射され、屈折力により下向きに変えられて、偏向された後に光源ユニット２５１からのビームと上下関係が入れ代わって離散して、各ビーム間の副走査間隔が徐々に広がるようにしている。
なお、光源ユニット２５０、２５１からの光ビームは所定の距離（６ｍｍ）を保って平行に進む。
また、実施例では光源ユニット２５２、２５３からの光ビームを主走査平面に対し、シフトしているがチルトにより偏心しても、偏向面の近傍で主走査平面を貫くようにすれば効果は同様である。
ポリゴンミラー２１３の上下段の間隔は主走査面の間隔に合わせ６ｍｍであり、偏向に用いないビーム間の部分にポリゴンミラーの内接円より若干小径となるように溝を設けて風損をより低減した形状とし、１層の厚さは約２ｍｍとしている。

ｆθレンズ２１８は各ビームに共通で、ポリゴンミラーと同様に厚肉に形成され、副走査方向には収束力を持たない。主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って各感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、各ビーム毎に配備され、ポリゴンミラーの面倒れ補正機能を有するトロイダルレンズ２１９、２２０、２２１、２２２とにより各ビームを感光体面上にスポット状に結像し、４つの潜像を同時に記録する光走査手段を各々構成する。
光走査手段では、ポリゴンミラーから感光体面に至る各光路長が一致するように、また、等間隔で配列された各感光体ドラムに対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚の折り返しミラーが配置される。各光走査手段毎に光路を説明すると、光源ユニット２５２からのビーム２０３は、ポリゴンミラーの上段で偏向され、ｆθレンズ２１８を通過した後、折り返しミラー２２３で反射されトロイダルレンズ２１９を介して感光体ドラム１０１に導かれ、第１の光走査手段としてイエロー画像を形成する。

光源ユニット２５０からのビーム２０１は、ポリゴンミラーの上段で偏向され、ｆθレンズ２１８を通過した後、折り返しミラー２２４で反射されトロイダルレンズ２２０を介して、折り返しミラー２２７、感光体ドラム１０２に導かれ、第２の光走査手段としてマゼンタ画像を形成する。
光源ユニット２５１からのビーム２０２は、ポリゴンミラーの下段で偏向され、ｆθレンズ２１８を通過した後、折り返しミラー２２５で反射されトロイダルレンズ２２１を介して、折り返しミラー２２８により感光体ドラム１０３に導かれ、第３の光走査手段としてシアン画像を形成する。
光源ユニット２５３からのビーム２０４は、ポリゴンミラーの下段で偏向され、ｆθレンズ２１８を通過した後、折り返しミラー２２６で反射されトロイダルレンズ２２２を介して、折り返しミラー２２９により感光体ドラム１０４に導かれ、第４の光走査手段としてブラック画像を形成する。
この内、折り返しミラー２２４、２２５、２２６はビーム分岐手段を構成し、ビームの流れに沿って、まず、光源ユニット２５３からのビームを分岐し、さらに光源ユニット２５１からのビームを分岐、というようにｆθレンズ射出面での副走査方向の配列順に対応して順次分岐していく。
各感光体ドラムへのビーム入射角度は同一である。

図７は偏向面にビームを斜入射させたときの光束の様子を示す図である。同図（ａ）は通常の配置の場合の様子、同図（ｂ）はシリンダレンズを傾けた場合の様子をそれぞれ示す図である。
同図において符号７０６は偏向面、７０７はシリンダレンズ、７０８は光束をそれぞれ示す。
同図（ａ）において、光束７０８は図示省略のシリンダレンズによって偏向面上において副走査方向に収束され、線状に結像される。この線状の結像光の主走査平面との位置関係を姿勢と呼ぶ。ここで、副走査方向にβだけ傾いて入射した場合、平均入射角θにより偏向面に照射された光束の左右端でｂだけ光路長差があるため、光束の姿勢が傾きｆθレンズに対して角度γ傾いて入射され、被走査面におけるビームスポットが歪んで各画像形成ステーション間で不均一となってしまう。走査に伴って光束の姿勢は変化するが、ここでは、平均入射角時の、言いかえれば、画像中央に到達する光ビームの偏向面に照射された姿勢が、もう一方の偏向面に水平入射された光束の姿勢と揃うようにし、同図（ｂ）に示すようにあらかじめシリンダレンズ７０７を下記に示す角度γだけ傾けて配備している。
γ＝ｔａｎ^−１｛ｔａｎ（θ／２）・ｔａｎβ｝

図４に示すように、４つの光走査手段の光源ユニット２５０、２５１、２５２、２５３からｆθレンズ２１８に至る部分は単一のハウジング２３４に収納され、カバー２３５で上部開口を封止される。
ポリゴンモータ２３６は、動圧軸受方式であり、図２に示すように、ベース部１１５を基準としてハウジング底面にねじ固定される。ベース部１１５外周にはへリングボーン溝を形成した固定軸１１６が立設され、ポリゴンミラー２１３の中心部をくり抜いて円筒スリーブ１１７を装着した回転体が挿入されている。回転体下部には環状のマグネット１１９が配備され、円周方向に対向する磁気コイル１１８とで回転する。
光源ユニット２５０、２５１、２５２、２５３の詳細は後述するが、ホルダ部材の光軸に直交する当接面をハウジングの壁面に突き当て、円筒部を壁面に設けられた勘合穴に挿入してねじ固定される。
シリンダレンズ２０９、２１０、２１１、２１２は、各々ハウジング底面に高さを変えて立設したＬ字状の突き当て部２５６、２５７、２５８、２５９に各々レンズ底面と平面側を各々突き当て、板ばね２５５で付勢して支持する。板ばね２５５は突き当て部にねじ固定される。
反射ミラー２１５、２１６、２１７は、同様にハウジング底面に高さを変えて立設した突き当て部２６０、２６１、２６２に各々反射面の下側を突き当て板ばね２５４で押圧して支持する。

ｆθレンズ２１８は、ハウジング底面に設けられた台座面に中央部において接着固定され、射出された光ビームはハウジング壁面の開口部２６３を通ってハウジング外部に各々副走査方向に平行に放射される。
図中、２４４，２４５、２４６、は、非平行平板２４１、２４２、２４３を回転機構に装着した光軸変更手段で、詳細は後述する。
図３において、ハウジングの前後壁面２７７、２７８には、一対のピン２６４、（２６５）が形成され、コの字状に曲げられた板金製の側板２６６、２６７を、板面に形成された基準穴２６８、（２６９）にピン２６４、（２６５）を挿入して各々光軸方向および副走査(高さ)方向に位置決めされ、ねじ穴２９０に側板を介してねじを螺合することによって板面間に挟み込むようにして固定しており、側板２６６、２６７は主走査方向両端側に互いに対向するよう配備される。

側板２６６、２６７の下側には、凹凸形状に曲げられ、各感光体ドラムの照射位置に対応する位置にスリット状の開口２７１、２７２、２７３、２７４を形成した板金製の底板２７０が配備され、両端面から突出した複数の突起２７５を側板２６６、２６７に形成した係合穴２７６に各々挿入してカシメ結合され、側板２６６、２６７同士が平行に保たれるよう保持される構造体となしている。
各々の板面には、折り返しミラーおよびトロイダルレンズの支持部材が貫通するように打ち抜き開口が設けられており、上記ハウジングの前後壁面の位置決めピン２６４、（２６５）により各側板間で開口位置が主走査方向に通しで重なるよう揃えられている。

図８は折り返しミラーの固定方法を示す図である。
同図において符号５０１は側板打ち抜き穴の一辺、５０２はくさび上の板ばね、５０３は板ばねの切り欠き部、５０４は５０１の対辺をそれぞれ示す。
打ち抜き端面の一辺５０１に折り返しミラーの反射面側を突き当て、くさび状の板ばね５０２を裏面側と側板の対向辺５０４との間に外側より挿入し、切欠５０３を側板の縁５０４に係合して両側とも固定する。くさび状の板ばね５０２は全て同一形状である。

図９はトロイダルレンズの支持筐体の構成を示す図である。
同図において符号５０５はトロイダルレンズ、５０６はリブ部、５０７は位置決め用の突起、５０８は調節ねじ、５０９は支持板、５１０は立曲げ部、５１２はねじ穴、５１３、５１４は開口、５１６は切欠、５１７、５１８は板ばね、５１９は切欠、５２０はＬ字状のブラケット、５２１はステッピングモータ、５２２は送りねじ、５２３はネジ穴、５２４は板ばね、５２５は板ばねの穴、５３０は側板に設けられた開口の一辺をそれぞれ示す。
トロイダルレンズ５０５は、樹脂製でレンズ部を囲うようにリブ部５０６が形成され、中央部には位置決め用の突起５０７が形成されている。
支持板５０９は板金でコの字状に形成され、トロイダルレンズ５０５は、立曲げ部に形成した切欠５１６に上記突起５０７を係合し、リブの下面を立曲げ部５１０に突き当て位置決めし、板ばね５１７、５１８によりリブの上面より付勢して両端を保持する。板ばね５１７、５１８はトロイダルレンズ５０５を支持板５０９に重ね合わせた状態で外側よりはめ込み、一端を開口５１３から内側に出し開口５１４に挿入して固定する。

また、中央部にはねじ穴５１２に調節ねじ５０８を螺合させ、板ばね５２４を同様に外側よりはめ込み下側リブの内側に引っ掛けて、調節ねじ５０８の先端にリブの下面が確実に当接するように付勢する。
板ばねの穴５２５は調節ねじ５０８を貫通する穴である。
トロイダルレンズ５０５は長尺で、剛性が低いため、わずかな応力が加わるだけで変形(反り)を生じ易く、また、周囲温度の変化に伴って上下に温度分布があると熱膨張差によっても変形してしまうが、このように支持板に沿わせることで形状を安定的に保ち、後述する傾け調整の際に局部的に応力が加わってもトロイダルレンズを変形させることがない(母線の直線性を保持する)ようにしている。

トロイダルレンズを装着した支持板は、副走査方向における板面を側板２６７に設けられた開口の一辺５３０に突き当て、端部に形成された切欠５１９を開口の縁に係合して、折返しミラー同様、同形状の板ばね５０２により固定し、もう一端は側板２６６を貫通させたステッピングモータ５２１のシャフト先端に形成された送りねじ５２２をねじ穴５２３に螺合して支持する。
送りねじ５２２でのバックラッシュをとるため、こちらにも板ばね５０２をはめ込み一方向に付勢している。ステッピングモータ５２１は全て側板２６６の外側に接合されたＬ字状のブラケット５２０に取付けられ、副走査方向（トロイダルレンズの高さ方向）に変位可能としている。
したがって、ステッピングモータ５２１の正逆回転に追従してトロイダルレンズ５０５は光軸と直交する面内で、側板２６７の開口縁を支点として角度γの回動調節でき、それに伴って副走査方向におけるトロイダルレンズの母線が傾いて、トロイダルレンズの結像位置としての走査ラインが傾けられる。
実施例では、ブラックを除く他のトロイダルレンズに回転支点端の方向を揃えて配備される。

図１０はトロイダルレンズの装着状態を光軸方向から見た図である。
同図において符号５１１はトロイダルレンズの母線を示す。
トロイダルレンズ５０５は両端を立曲げ部５１０の縁、中央を調節ねじ５０８の先端で支持され、調節ねじ５０８の突き出し量が立曲げ部５１０の高さに足りない場合には、トロイダルレンズ５０５の母線５１１が下側に凸となるよう反る。逆に突き出し量が超えると上側に凸に反る。したがって、これらの調節ねじ５０８を調整することによってトロイダルレンズ５０５の焦線が副走査方向に湾曲され、走査ラインの曲がりが補正できる。
前記したように、走査ラインの曲がりは偏向面への斜入射によって発生するため、実施例では、イエローとブラックのステーションに配備され、各々、偏向面に水平入射されるマゼンタ、シアンのステーションとの差をキャンセルする方向にトロイダルレンズ５０５を湾曲させることによって各走査ライン間の湾曲の方向と量を揃えることができる。

上記により構成された光学ユニットは、側板２６６、２６７曲げ部に各々形成された装着面２８５、２８６を基準に本体にねじ止めにより取付けがなされる。
図２において、防塵ガラス１１１、１１２、１１３、１１４は、底板に設けられた開口を塞ぐように接合される。

第１の光走査手段には、図３に示すように、画像記録領域の走査開始側および走査終端側において走査ビームを折り返すミラー２８０、２８１が、底板２７０に接合された支持部材２８２に装着され、フォトセンサを実装した基板２８３、２８４において各々ビームを検出する。
基板２８３、２８４は、底板の立ち上げ面に開口からフォトセンサが覗くようにねじ止めされる。
実施例では、基板２８３は同期検知センサとなし、この検出信号を基に全てのステーションにおける書込開始のタイミングをはかるよう共用している。
一方、基板２８４は終端検知センサをなし、同期検知センサ２８３との検出信号の時間差を計測することで走査速度の変化を検出し、検出された走査速度の変化に対して、各半導体レーザを変調する画素クロックの基準周波数を反比例倍して再設定することで、少なくとも基準となる第１の光走査手段について後述する転写ベルト上での全幅倍率を安定的に保持することができる。

図１１はフォトセンサの受光部の形状を示す図である。
同図において符号３５１、３５２は特に一方向に長いフォトダイオードをそれぞれ示す。
長辺を主走査方向に垂直に向けたフォトダイオード３５１と、それに対して非平行なフォトダイオード３５２とで構成することにより、フォトダイオード３５１からフォトダイオード３５２に至る時間差Δｔを計測して、光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出している。
両フォトダイオード３５１と３５２の仮想の交点Ｐから見た副走査位置のずれΔｙはフォトダイオード３５２の傾斜角α、光ビームの走査速度Ｖを用いて
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎα）・Δｔ
で表され、Δｔが一定となるように、後述する光軸偏向手段を用いてフィードバック補正することにより、設定された副走査レジストずれが生じないよう走査位置を保持することができる。

図１２は光源ユニットの斜視図である。
同図において符号３０１、３０２は半導体レーザ、３０３、３０４はカップリングレンズ、３０５、３０６はベース部材、３０７はホルダ部材、３０８、３０９はＶ溝部、３１０、３１１は板ばね、３１２はプリント基板、３１３は円筒部、３１４は当接面をそれぞれ示す。
全ての光源ユニットは同一構成である。
図１３は像面上におけるビームスポットの関係を説明するための図である。
図１２において、半導体レーザ３０１、３０２およびカップリングレンズ３０３、３０４は、各色走査手段毎に射出軸に対して主走査方向に対称に配備され、半導体レーザはパッケージの外周をかん合して各々ベース部材３０５、３０６に裏側より圧入され、ホルダ部材３０７の裏面に、各々３点を表側から貫通したねじを螺合して当接させて保持し、カップリングレンズ３０３、３０４はホルダ部材３０７に相反する方向に開くよう形成したＶ溝部３０８、３０９に外周を突き当て、板ばね３１０、３１１により内側に寄せてねじ固定される。
この際、半導体レーザの発光点がカップリングレンズの光軸上になるようベース部材の当接面(光軸に直交する面)上での配置を、また、カップリングレンズからの射出光が互いに平行となるようＶ溝上(光軸上)での位置を調節して固定している。

各々の射出光の光軸は射出軸Ｃに対して互いに交差する方向となるよう傾けられ、実施例ではこの交差位置をポリゴンミラー反射面の近傍となるように支持部材の傾斜を設定している。
駆動回路が形成されたプリント基板３１２は、ホルダ部材３０７に立設した台座にネジ固定により装着され、各半導体レーザのリード端子をスルーホール（図示省略）に挿入してハンダ付けすることで光源ユニット３００が一体的に構成される。
光源ユニット３００は、ハウジングの壁面に高さを異ならしめて形成した係合穴に各ホルダ部材の円筒部３１３を挿入して位置決めし、当接面３１４を突き当ててネジ止めされる。
この際、円筒部３１３を基準として傾け量γを調整することで、図１３に示すように、副走査方向のビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチＰに合わせることができる。

図１４は書込制御回路のブロック図である。
同図において符号４０１は画素クロック生成部、４０２は高周波クロック生成回路、４０３はカウンタ、４０４は比較回路、４０５は画素クロック制御回路をそれぞれ示す。
書込制御回路の動作について説明する。
まず、画素クロック生成部４０１であるが、カウンタ４０３では、高周波クロック生成回路４０２で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントし、比較回路４０４ではこのカウント値と、デューティ比に基いてあらかじめ同回路に設定される設定値Ｌ、および画素クロックの遷移タイミングとして外部（図ではメモリ）から与えられ、位相シフト量を指示する位相データＨとを比較し、カウント値が上記設定値Ｌと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立下りを指示する制御信号ｌを、位相データＨと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立上がりを指示する制御信号ｈを画素クロック制御回路４０５に出力する。この際、カウンタ４０３は制御信号ｈと同時にリセットされ再び０からカウントを行なうことで、連続的なパルス列が形成できる。
こうして、１画素クロック毎に位相データＨを与え、順次パルス周期が可変された画素クロックＰＣＬＫを生成する。
実施例では、画素クロックＰＣＬＫは、高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、１／８クロックの分解能で位相が可変できるようにしている。

図１５は位相変化を説明するためのタイミングチャートである。
１／８クロック位相を遅らせる例について説明する。
デューティ５０％とすると設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ４０３で４カウントされ画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。位相データＨは通常７が与えられている。１／８クロック位相を遅らせるとすると一時的に位相データＨ＝６が与えられ、７カウント目で立上げる。同時にカウンタがリセットされるので、実際にはカウント数６の次に０が来る。設定値Ｌ＝３は変わっていないので、４カウントで再び立ち下げる。位相データは再び７に戻され、カウンタは７までカウントしてから０にリセットされる。つまり、画素クロックの周期は、カウンタにおける８カウントから７カウントに減り、再び８カウントに戻ることにより、隣接するパルス周期が１／８クロック分縮められたことになる。
こうして生成された画素クロックＰＣＬＫは、光源駆動部４０７に与えられ、画素クロックＰＣＬＫを基準に、画像処理部４０８により読み出された画像データを各画素に割り当てて変調データを生成し、半導体レーザを駆動する。したがって、この画像データの読み出すタイミングを可変する書込みタイミングを変更できる。

上記した構成によれば、画素クロックＰＣＬＫの位相は１クロック毎に変化させることが可能であるため、高精細な補正が可能であるが、実際には、このように１クロック毎のパルス周期に対応する倍率を与えるのは、相当量のメモリが必要になりコストアップを招くうえ、そのような微小間隔での倍率を計測するフォトセンサもないため、位相データを全画素に対応して用意することはせず、許容できる範囲でまとまった画素毎に位相データを与える形式をとっている。
そのため実施例では、主走査領域を複数の区間に分割し、各分割区間毎に位相をシフトする画素の間隔とシフト量を設定するとともに、ある法則に従って位相データを与えるようにしている。
いま、主走査位置ｘに対する倍率の変化をＬ（ｘ）とすると、ビームスポット位置ずれの変化Ｍ（ｘ）はその積分値で表される。
Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘ

例えば、ある分割区間の倍率の変化に伴う分割区間幅のずれをΔｍ、位相シフトの分解能をσ（一定）、分割区間内の画素数をＮとすると、分割区間の始点と終点でビームスポット位置ずれが０となるようにするには、
Ｄ≒Ｎ／（Δｍ／σ）但し、Ｄは整数
で示される画素毎に、σずつずらせばよいことになる。このようにすれば、各分割区間の補正残差が累積されることなく全幅での倍率も合わせることができる。
この場合、分割区間のちょうど中間位置でビームスポット位置ずれが最大となるが、この最大値が許容範囲内となるように各分割位置、分割区間の数を決めてやればよい。
上記した実施例では、位相シフトする画素は等間隔に配置しているが、以下には、この間隔を関数式で表した別の実施例を示す。

図１６は主走査位置に対する区間毎の倍率補正を説明するための図である。
図示のようにいくつかの極値、同図の例では７つの極値、を有し画像中央から周辺に行くほどその周期が短くなっている。
ここでは、この極値となる位置を分割位置とし各分割区間内では単調に増加または減少する曲線となるようにしている。各区間について、位相シフトの分解能σで終端（Ｎ画素目）でのレジストずれ、いわゆる分割区間幅のずれΔｍを分割すると、ビームスポット位置ずれの変化曲線Ｍ（ｘ）との交点が位相をシフトする画素の間隔Ｄｉを決定できる。
同図の例の場合、画像左から中央にかけて（走査始端側）は、各区間でこの画素の間隔Ｄｉが始点から終点にかけて徐々に延び、画像中央から右にかけて（走査終端側)は、徐々に縮む傾向があるので、各区間の画素の間隔Ｄｉを概略１次式で近似できる。
Ｄｉ≒ａ・ｘ＋ｂ但し、Ｄｉは整数、ａ、ｂは係数

このように、位相データを関数式で与えることで、各画素毎に持たせる必要はなく、各項の係数のみをメモリ上に記憶させておけばよいので、メモリ量が低減できるうえ、分割区間の数を増やさずに許容できる範囲での補正が可能となる。
１次式に限らず、多次式あるいはｓｉｎ関数等を用いてもよく、変化曲線になるべくフィットするように選択すればよい。
このように主走査領域を複数区間に分割して、各分割区間毎の部分倍率のずれを補正することによってビームスポット位置は改善されるが、上記したように分割数にも限界があるため、各々の誤差が累積され全幅倍率のずれが大きくなってしまう。
そこで、実施例では、後述する画素クロック基準値の補正等により全幅を合わせることを想定し、各分割区間での部分倍率を許容内に入れるようにしている。
つまり、実施例では、各分割区間における部分倍率が全幅倍率Ｇに合うように補正をかける。

図１７は主走査方向における倍率変化とビームスポット位置のずれを説明するための図である。同図（ａ）は部分倍率の変化を示す図、同図（ｂ）はビームスポット位置のずれを示す図である。
全体倍率はこれらの累積であるから平均値ｍとなる。ビームスポット位置は同期検知時には一致するが徐々にずれ始め全幅倍率補正前では走査終端で走査幅×Ｇだけずれることになる。この状態で走査始端と走査終端が一致するように補正すると、そのゆがみが中央部にしわ寄せされ、図示のように画像中央部で最もビームスポット位置ずれが大きく発生することになる。

図１８はビームスポット位置ずれの温度依存性を説明するための図である。
上記したように、全幅倍率が一致するように倍率を一様に可変して揃えたとき、環境温度の変化によって、走査領域に沿った部分倍率の変化が生ずる。実施例では各極値のうち、特に中央と走査終端で変化が大きくなっており、各分割位置毎に見ると温度に対して線形性をもって変化している。このような場合、全幅倍率の変化量を各分割区間に重みづけして配分する、例えば全幅倍率の変化量を変数とした１次式で表すことで、各分割区間毎の倍率の変化を予測することができる。
したがって、トナー像を形成しなくとも、上記した同期検知センサと終端検知センサとの検出時間差により全幅倍率を検出してやれば、各分割区間毎の倍率補正が行なえる。
このように、全幅倍率のみの検出により許容できる範囲内での補正が可能となる。

図１９は走査ラインの傾き調整を実施した後の部分倍率の変化等を示す図である。同図（ａ）は部分倍率の変化を示す図、同図（ｂ）はビームスポット位置のずれを示す図である。
この変化は走査レンズや、折返しミラーを傾けることに伴って走査始端と走査終端とで光路長差を生じることにより発生するもので、一方で縮み、もう一方で広がる。
同様に、全幅倍率を補正した後のビームスポット位置ずれは画像中央部で最も大きく発生し、各分割位置毎に見ると、トロイダルレンズの傾け量に対して線形性をもって変化する。
したがって、この調整量を変数とした１次式で表すことで、各分割区間毎の倍率の変化を予測することができる。

ところで、転写ベルト１０５は、駆動ローラと従動ローラからなる３本のローラにより回転され、各感光体ドラムから順次トナー像が転写されるが、この際、副走査方向の書出しタイミングにより各色画像位置が合わされて重ね合わされる。
各色画像の重ね合わせ精度は、転写ベルト１０５上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで、主走査レジスト、主走査方向倍率、副走査レジスト、走査線傾き（スキュー）のずれを検出して定期的に補正制御がなされる。補正制御のタイミングは、例えば、装置の立ち上げ時やジョブ間等が一般的であるが、１ジョブのプリント枚数が多い場合には途中で割り込みをかけることもある。

図２０は検出パターンの検出状況を説明するための図である。
検出手段は、照明用のＬＥＤ素子２３１と反射光を受光するフォトセンサ２３２、および一対の集光レンズ２３３とからなり各分割位置に配備され（図１参照）、基準色であるブラック、およびシアン、マゼンタ、イエローのトナー像を所定ピッチで並列し形成した主走査方向から約４５°傾けたラインパターン群と、主走査方向に沿ったラインパターン群とを、転写ベルトの移動に応じて順次読み取る。
主走査方向に沿ったラインパターンの検出時間差Δｔｃ、Δｔｍ、Δｔｙより各検出位置での副走査レジスト、各検出位置間の時間ｔｓより走査線傾きを、また、４５°傾けたラインパターン検出時間差より各検出位置での主走査レジスト、各検出位置間の主走査方向倍率を検出する。

主走査方向倍率については、両端に配置された検出手段間の検出時間差Δｔ１により全幅倍率を、また、中央に配置された検出手段間の検出時間差により左右の倍率差を検出することができる。
ここで、倍率の変化に伴う分割区間幅のずれ量をΔｘとすると、転写ベルトの送り速度ｖ、検出時間差Δtを用いて
Δｘ＝ｖ・Δｔ
で表せ、分割区間幅で割れば倍率となる。
実施例では、あらかじめ、各分割位置を主走査領域に沿って変化が大きい領域は分割位置の間隔を近づけ、小さい領域は間隔を遠ざける、つまり偏分割とすることで部分倍率の変化をより的確に補正するようにしている。
また、部分倍率の変化のパターン化により、上記したように各分割区間毎に倍率を検出しなくても、特定の分割区間のみ、あるいは、複数の分割区間を繋ぎ合せた複数区間での倍率変化を検出することで、各分割区間毎の倍率変化をわざわざ計測せず、予測により対応している。
当然、各分割区間の境界毎に検出手段を、実施例では７分割なので９箇所に、設けて各区間の部分倍率を計測してもよい。

図２１は本発明におけるビームスポット位置ずれの制御を示すブロック図である。
上記したように装置立ち上げ時やジョブ間において、色ずれの補正開始信号をトリガとして転写ベルト上にトナー像の検出パターンを形成し、基準色に対する走査ラインの傾きと主走査および副走査レジストのずれを検出する。
傾きずれについては、上記したトロイダルレンズの傾き調整手段を駆動し補正するとともに、調整量を変数とした関数式により傾き調整に伴う部分倍率の変化を予測する。
一方、全幅倍率を変数とした関数式により温度変化に伴う部分倍率の変化を予測する。
データテーブルには、各部分倍率の変化に対する位相データが、あらかじめ記憶されており、まず、傾き調整に伴う部分倍率の変化を、予測値に基いて位相データを読み出して設定し、各分割区間毎の部分倍率が全幅倍率との差がなくなるように補正する。

次に、温度変化に伴う部分倍率の変化を、予測値に基いて位相データを読み出して既に設定されている設定値に加算し再設定するという手順で補正する。
全幅倍率は画素クロック基準値を可変することで補正する。
また、副走査レジストずれについては、ポリゴンミラー１面おき、つまり１走査ラインピッチＰを単位として副走査方向における書出しタイミングを合わせる。
近年、カラー画像の要求品質が高まるにつれ、１走査ラインピッチｐ以下の精度でレジストずれを合わせる必要があり、後述する光軸変更手段等を用いて照射位置を微調整し、トナー像によって検出された副走査レジストずれのうち書出しタイミングによって補正できない余分を補正して、走査位置の基準値（初期値）を設定する。
さらに、上記したように非平行フォトダイオードを実装した同期検知センサを用いることで、走査位置ずれによって生じた検出信号の差分をフィードバック制御により補正することで、設定された基準値が常に保たれるようにしている。

図２２は光軸変更手段である非平行平板の支持部を示す斜視図である。
同図において符号３２０は光軸変更手段、３２１は非平行平板、３２２はホルダ部材、３２３は軸受部、３２４は支持部材、３２５はかん合部、３２６は鍔部、３２７はレバー部、３２８はステッピングモータ、３２９はスプリング、３３０は貫通穴、３３１、３３２はピンをそれぞれ示す。
光軸変更手段３２０は図４における光軸変更手段２４４〜２４６を代表している。非平行平板３２１は、図１における非平行平板２４１〜２４３を代表している。非平行平板３２１は、円筒状のホルダ部材３２２中央枠内に固定され、軸受部３２３を形成した支持部材３２４にホルダ部材に形成した一対の鍔部３２６を切欠に合わせて挿入し、水平に戻すことで鍔部３２６が裏側に引っ掛かり、支持部材に密着した状態でかん合部３２５を基準に回転可能に保持される。
支持部材３２４は、上記したように底面を基準にハウジングにねじ止めされ、軸受部３２３の回転中心が光源ユニットの射出軸と中心が合うように高さＨが各々設定されており、回転によってビームの射出軸をわずかに傾けることができる。
ホルダ部材の一端にはレバー部３２７が形成され、支持部材に形成した貫通穴３３０に係合され固定されているステッピングモータ３２８の軸先端に形成した送りネジを螺合しており、その上下動に伴って非平行平板３２１を回動可能としている。

この際のバックラッシュをとるため、ホルダ部材のピン３３１と支持部材のピン３３２との間にスプリング３２９により引張力をかけ、一方向に片寄せする構成としている。
いま、この回転角をδ、非平行平板の頂角をε、カップリングレンズの焦点距離をｆｃ、光学系全系の副走査倍率をζとすると、感光体面での副走査位置変化は、
Δｙ＝ζ・ｆｃ・（ｎ０−１）ε・ｓｉｎδ、ｎ０は非平行平板の屈折率
で与えられ、微小回転角の範囲では回転角にほぼ比例して変化する。
非平行平板の頂角εは、約２°に設定している。

図２３は光走査装置を搭載した画像形成装置の例を示す図である。
同図において符号９００は光走査装置、９０１は感光体ドラム、９０２は帯電チャージャ、９０３は現像ローラ、９０４はトナーカートリッジ、９０５はクリーニングケース、９０６は転写ベルト、９０７は給紙トレイ、９０８は給紙コロ、９０９はレジストローラ対、９１０は定着ローラ、９１１は排紙トレイ、９１２は排紙ローラをそれぞれ示す。
感光体ドラム９０１の周囲には感光体を高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、光走査装置９００により記録された静電潜像に、帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ９０３、現像ローラにトナーを補給するトナーカートリッジ９０４、ドラムに残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース９０５が配置され画像形成ステーションが構成される。感光体ドラム９０１へは上記したようにポリゴンミラー１面毎の走査により複数ライン、実施例では５ライン同時に画像記録が行われる。
上記した画像形成ステーションは転写ベルト９０６の移動方向に複数並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。
一方、記録紙は給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８により供給され、レジストローラ対９０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、転写ベルトよりカラー画像が転写されて、定着ローラ９１０で定着されて排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排出される。

図２４は画像形成装置の他の例を説明するための図である。
本例は、単一のポリゴンミラー２１３により、主走査平面を揃えて対向する方向に走査するようにした画像形成装置の例で、図２３に示した例と同様に、平行に配列された複数の感光体ドラムを走査する。
その他は図２３に示した実施例におけるポリゴンミラーの下段で走査する装置構成と同様なので説明は省略するが、ポリゴンミラーの回転方向は一定のため、ポリゴンミラーを挟んで一方の画像形成ステーションでは紙面手前から奥行方向へ、他方では奥行方向から手前へと走査方向が異なる。
このような構成においても本実施例は適用でき、ポリゴンミラーは一段で済む。

本発明の実施例を説明するための図である。図１におけるポリゴンミラー回転軸を含む側断面図である。ハウジングの構成を示す分解斜視図である。ハウジングの構成を示す分解斜視図である。ポリゴンミラーに対する光線の入出射角を説明するための概念図である。主走査平面に対する入射角を説明するための図である。偏向面にビームを斜入射させたときの光束の様子を示す図である。折り返しミラーの固定方法を示す図である。トロイダルレンズの支持筐体の構成を示す図である。トロイダルレンズの装着状態を光軸方向から見た図である。フォトセンサの受光部の形状を示す図である。光源ユニットの斜視図である。像面上におけるビームスポットの関係を説明するための図である。書込制御回路のブロック図である。位相変化を説明するためのタイミングチャートである。主走査位置に対する区間毎の倍率補正を説明するための図である。主走査方向における倍率変化とビームスポット位置のずれを説明するための図である。ビームスポット位置ずれの温度依存性を説明するための図である。走査ラインの傾き調整を実施した後の部分倍率の変化等を示す図である。検出パターンの検出状況を説明するための図である。本発明におけるビームスポット位置ずれの制御を示すブロック図である。光軸変更手段である非平行平板の支持部を示す斜視図である。光走査装置を搭載した画像形成装置の例を示す図である。画像形成装置の他の例を説明するための図である。

符号の説明

１０１、１０２、１０３，１０４感光体ドラム
２０１、２０２、２０３，２０４光ビーム
２０９、２１０、２１１、２１２偏向前光学系
２１３偏向手段
２１８ｆθレンズ
２５０，２５１，２５２，２５３光源手段

Claims

副走査方向に離隔して配備した第１および第２の光源手段とを有する光源装置と、該各光源手段からの各光ビームを一括して偏向し主走査を行う偏向手段と、前記各光ビームのそれぞれを前記偏向手段に設けられた偏向面に入射させる偏向前光学系と、偏向された前記各光ビームを各々に対応した被走査面に結像する走査光学系と、を有する光走査装置において、前記第１の光源手段の射出軸を、当該光源手段に対応する偏向前光学系の光軸を含む主走査平面に一致するよう配備し、前記第２の光源手段の射出軸を、前記主走査平面に対して偏心するよう配備して、前記各光ビームを前記偏向手段の偏向面の近傍で副走査方向に交差させ、共通の偏向面で走査することを特徴とする光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置において、前記偏向前光学系は前記光ビームを少なくとも偏光面の近傍で副走査方向に収束させると共に、各々の偏向前光学系の収束位置が重なるよう配置したことを特徴とする光走査装置。
請求項１または２に記載の光走査装置において、前記各光源手段は、前記偏向面に入射する光束の前記走査光学系の光軸に対する主走査方向に見た角度、すなわち平均入射角度θが、互いに異なっていることを特徴とする光走査装置。
請求項３に記載の光走査装置において、前記第２の光源手段の前記平均入射角θが、前記第１の光源手段のそれより小さいことを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記偏向前光学系は、各光源手段からの光ビームを、少なくとも偏向面の近傍で副走査方向に収束させるとともに、前記第２の光源手段に対応した偏向前光学系を、光軸周りに回動させることによって、収束された光ビームの偏向面における光束の姿勢を変更できることを特徴とする光走査装置。
請求項５に記載の光走査装置において、前記第２の光源手段の前記偏向面における光束の姿勢を前記第１の光源手段のそれに一致させるのに要する前記偏向前光学系の光軸周りの回動角をγとし、前記第２の光源手段からの光ビームが前記主走査平面となす角度をβとし、同光ビームの平均入射角をθ２とするとき、γは以下の式で表されることを特徴とする光走査装置。
γ＝ｔａｎ⁻¹｛ｔａｎ（θ／２）・ｔａｎβ｝
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記走査光学系を構成する光学素子のうち前記偏向手段に最も近い光学素子は、副走査方向に収束力を有さず、前記各光源手段からの光ビームを通過させることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光走査装置を、前記偏向手段を共用して２組備え、該偏向手段の相異なる偏向面で偏向される各組の前記主走査平面を同一面に配置し、前記被走査面における各々の走査線が平行で、組によって走査方向が異なることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光走査装置を、前記偏向手段を共用して２組備え、各組の前記主走査平面を、前記偏向面ともども所定間隔をもって平行に配置し、前記被走査面における各々の走査線が平行、かつ走査方向が同方向であることを特徴とする光走査装置。
請求項９に記載の光走査装置において、前記各組の前記第２の光源手段は、それぞれの射出軸をそれぞれの主走査平面に対して相反する方向に偏心させてあることを特徴とする光走査装置。
請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする多色画像形成装置。