JP2006194972A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源面の傾きにより被走査面を走査する各ビーム径が不均一になって画像画質低下が生じることを効果的に防止する。
【解決手段】 光走査装置では、コリメータレンズ２２が、複数の発光部が光源面に一次元的に配列されたマルチビーム光源から出射されるレーザビームの光軸に対する傾きがチルト方向に沿って調整可能とされたことにより、マルチビーム光源の光源面の傾きに応じてコリメータレンズ２２のレーザビームの光軸に対する傾き調整すれば、結像光学系を介して被走査面上に投影される複数本のレーザビームの被走査面上における焦点方向に沿った位置差を均一化できるので、被走査面に形成される画像に濃度むらが発生することを効果的に防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置に係り、特に複数の発光部が一次元的に配列され各発光部から光ビームを出射する光源部を用い、被走査面上を複数本の光ビームで同時に走査して情報を記録する光走査装置に関する。

レーザプリンタ、デジタル複合機等の光走査装置を用いた画像形成装置としては、近年、画像形成速度の高速化、画像の高画質化による高解像度化に伴い複数本の光ビームを偏向して、複数本の光ビームを同時に感光体の被走査面に走査するものが開発されており、このような画像形成装置に搭載される光走査装置の光源として、例えば、複数の発光部が二次元的に配列されたマルチビーム光源が使用されている。

具体的には、光走査装置では、ｎ本のレーザービームを発光することが可能なマルチビーム光源をレーザ光源として使用することにより、ポリゴンミラーの回転数を１本のビームを発光するＬＤを使用する場合と比較して、１／ｎ（ｎは２以上の整数）になり、これに伴ってレーザビームが感光体上を走査（主走査）する速度も低下することから、画像クロックの周波数も低下させることが可能となる。この結果、従来の光走査装置では、ポリゴンミラーの回転数が高すぎたりビデオクロックが高すぎて実現不可能であった、高解像度（例えば２４００ｄｐｉ）や高画像形成速度（例えば１００枚／分）などにも容易に対応することができるようになった。

しかし、マルチビーム光源を用いた光走査装置では、感光体を走査するビーム本数の増加に伴って新たな問題点が発生してきている。すなわち、マルチビーム光源では、レーザビームを出射する発光部の増加に従って光源面の中心部に配置された発光部から外周部に配置された発光部までの距離の増加する。このため、マルチビーム光源の両端部にそれぞれ配置された発光部から出射されたレーザビームについては、光走査装置の光学系（走査光学系）の光軸からの距離が長くなり、マルチビーム光源の傾き誤差による感光体の被走査面上のビーム径不揃い（フォーカス位置ずれ）が発生してしまう。このような複数本のレーザビーム間でのビーム径差は、被走査面上においては単位面積あたりの露光エネルギーの集中度から現像濃度ムラを生じさせ、画質劣化の原因となってしまう。

光走査装置において、例えば、マルチビーム光源から出射されるレーザビームの本数を８本、被走査面に形成される画像の解像度を１２００ｄｐｉとした場合を考えみると、８本のレーザビーム間の走査ピッチＰＳは以下の（１）式に示されるものとなる。

ＰＳ＝２５．４／１２００×８＝０．１６９３ｍｍ・・・（１）
この場合において、例えば、図１３に示されるように８本の各レーザビームのフォーカス位置がずれていたとすると、各レーザビームごとに感光体上のビーム径が異なるものとなり、その結果、図１４に示されるように、感光体上に形成された画像（静電潜像）に０．１６９３ｍｍのピッチ（＝ＰＳ）で周期的に濃淡が発生してしまう。このようにレーザビームごとにフォーカス位置に差が発生してしまうと、画像に濃淡が生じ、さらには１番目のビームと８番目のビームは画像上隣接したビームとなってしまうため太いビーム径のレーザビーム同士は画像における主走査方向に沿った一部分に集中すると共に、細いビーム径のレーザビーム同士は画像における主走査方向に沿った他の一部分に集中する現象が生じ、走査ピッチＰＳ（この場合は０．１６９３ｍｍ）の周期で濃度むらが発生してしまう。

図１１（Ａ）は、マルチビーム光源における光源面の傾きが生じたときの被走査面上における各レーザビームの結像状態を説明するための図である。

図１１（Ａ）に示されるように、マルチビーム光源の光源面１００が光学系（ノミナル学系）１０１の光軸に対して傾くと各レーザビームが像を結ぶ結像面１０２が被走査面１０４に対して傾くことにより、各レーザビームにはフォーカス位置のずれが生じて被走査面１０４上におけるビーム径が不揃いとなる。このように、一次元配列された複数の発光部をもつマルチビーム光源を使用する光走査装置では、高画質を得るために、従来から行われてきた三軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）の光学調整に加え、マルチビーム光源の光源面１００の傾きによる結像特性の劣化を考慮して光学調整を行う必要がある。

図１１（Ｂ）は、マルチビーム光源における光源面に傾きが生じている場合の結像レンズの傾きと結像面との関係を説明するための図である。図１１（Ｂ）に示されるように、マルチビーム光源の光源面１００に傾きが生じている場合には、この光源面１００の傾きに応じて光軸に対して結像光学系１０６を構成する少なくとも１個の結像レンズを傾けると、物点からレンズまでの距離が変化し、像点の位置も変化する。この変化の割合は結像光学系の倍率によってきまる。このように、結像レンズを傾けることで、光源面の傾きによる結像面の傾きを補正できる。

図１１（Ｃ）は光走査装置における光学系を模式的に示した図である。図１１（Ｃ）に示されるように、光源（マルチビーム光源）の光源面１００から出射された複数本のレーザビームは、コリメータレンズ１０８によりそれぞれ略平行なレーザビームとされたのち、複数枚のレンズで構成される結像光学系１０６により被走査面に結像される。レーザビームの光路上に配置された結像光学系１０６における任意のレンズを傾けることにより結像面１０２の傾きを変化させられるが、結像光学系１０６におけるレンズ群は一般にレンズ径が小さく、光軸中心の回転対称面で構成されるコリメータレンズの傾きを調整すれば、結像面１０６の調整がより容易になる。

上記のような光走査装置におけるコリメータレンズを調整する技術としては、例えば、特許文献２に開示されている光源装置によるものが知られている。この特許文献２に開示された光源装置を図１２に基づいて説明する。

図１０に示されるように、特許文献２の光源装置では、半導体レーザ１１０がほぼ中央に貫通する嵌合孔を有する保持部材１１２に嵌着されており、半導体レーザ１１０は保持部材１１２に固定されるプリント基板１１４と電気的に接続されている。また光源装置では、コリメータレンズ１１８と保持部材１１２との間に隙間が形成されている。

上記のように構成された光源装置では、コリメータレンズ１１８を光軸と直行する二軸方向（Ｘ方向及びＹ方向）にそれぞれ移動させて半導体レーザ１１０の光軸合わせを行い、さらに光軸方向（Ｚ方向)に移動させて焦点合わせを行った後、保持部材１１２とコリメータレンズ１１８の間に形成される隙間に紫外線硬化型の接着剤１１６を充填し、これに紫外線を照射することにより、接着剤１１６を硬化してコリメータレンズ１１８を保持部材１１２に固定する。
特開平０５−２９４００５号公報 特開平０８−７２３００号公報

しかしながら、上述したように、コリメータレンズを三軸方向に沿って位置調整することにより、光ビームによる被走査位置の位置ずれを調整する従来の方法では、複数の発光部が光源面に二次元的に配列された光源の傾きに起因し、光源から出射される複数本の光ビームの被走査面上における焦点方向に沿った位置差が生じ、これにより、被走査面を走査する各ビーム径が不均一になることを効果的に改善できない。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、被走査面を走査する光ビームの光源として複数の発光部が光源面に一次元的に配列された光源を備えた光走査装置において、光源面の傾きにより被走査面を走査する各ビーム径が不均一になって画像画質低下が生じることを効果的に防止できる光走査装置を提供することある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る光走査装置は、複数の発光部が光源面に一次元的に配列された光源と、該光源における複数の発光部からそれぞれ出射される複数本の光ビームの光路上に配置され複数本の光ビームを平行光とするコリメータレンズと、を有する光走査装置であって、前記コリメータレンズは、前記光源から出射される光ビームの光軸に対する傾きが調整可能とされたことを特徴とする。

上記請求項１に係る光走査装置では、複数の発光部が光源面に一次元的に配列された光源から出射される光ビームの光軸に対するコリメータレンズの傾きが調整可能とされたことにより、光源面の傾きに応じてコリメータレンズの光ビームの光軸に対する傾き調整すれば、結像光学系を介して被走査面上に投影される複数本の光ビームの被走査面上における焦点方向に沿った位置差を均一化できるので、被走査面に形成される画像に濃度むらが発生することを効果的に防止できる。

また本発明の請求項２に係る光走査装置は、請求項１記載の光走査装置において、前記コリメータレンズは、前記光源から出射される光ビームの光軸に対して略直交する調整軸を中心とするチルト方向に沿って傾きが調整可能とされたことを特徴とする。

上記請求項２に係る光走査装置では、コリメータレンズが、光源から出射される光ビームの光軸に対して略直交する第１の調整軸を中心とする第１のチルト方向に沿って傾きが調整可能とされたことにより、光源面の傾き方向に応じてコリメータレンズの傾きをチルト方向へ調整できるので、結像光学系を介して被走査面上に投影される複数本の光ビームの被走査面上における各ビーム径が精度良く均一化されるように、コリメータレンズの傾きを容易にかつ正確に調整できる。

また請求項３に係る光走査装置は、請求項２記載の光走査装置において、前記コリメータレンズから出射される複数の光ビームの光路上に配置され、該複数本の光ビームを被走査面上に投影する結像光学系を有し、前記コリメータレンズは、前記結像光学系により被走査面上に投影される複数本の光ビームの該被走査面上における焦点方向に沿った位置差が均一化されて各ビーム径が略一定のサイズとなるように、前記チルト方向に沿って傾きが調整されることを特徴とする。

上記請求項３に係る光走査装置では、コリメータレンズが、結像光学系により被走査面上に投影される複数本の光ビームの被走査面上における焦点方向に沿った位置差が均一化されて各ビーム径が略一定のサイズとなるように、チルト方向に沿って傾きが調整されることにより、被走査面上における各ビーム径がその配列方向に沿って周期的に変化（増減）することを防止できるので、被走査面に形成される画像に配列方向に沿って周期的な濃度むらが発生することを効果的に防止できる。

本発明の請求項４に係る光走査装置は、請求項２又は３記載の光走査装置において、前記チルト方向に沿った前記コリメータレンズの傾きをそれぞれ調整するための光学調整機構を有することを特徴とする。

上記請求項４に係る光走査装置では、チルト方向に沿ったコリメータレンズの傾きをそれぞれ調整するための光学調整機構を有することにより、コリメータレンズのチルト方向に沿った傾き調整を容易に行うことができる。

本発明の請求項５に係る光走査装置は、請求項４記載の光走査装置において、前記光学調整機構は、前記コリメータレンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダにより保持された前記コリメータレンズを前記光源から出射される光ビームの光路上に支持するホルダ支持部材と、前記レンズホルダを、前記調整軸及び前記光軸にそれぞれ略直交する第１のアライメント方向に沿って前記ホルダ支持部材に対して所定の位置関係を有する基準位置へ位置決めする位置決め手段と、前記レンズホルダにおける前記コリメータレンズに対して光軸方向外側の端部と前記ホルダ支持部材とのクリアランスを調整し、前記レンズホルダ前記チルト方向に沿った傾きを変化させる傾き調整手段と、を有することを特徴とする。

上記請求項５に係る光走査装置では、位置決め手段が、レンズホルダを第１のアライメント方向に沿ってホルダ支持部材に対して所定の位置関係を有する基準位置へ位置決めすることにより、コリメータレンズの第１のアライメント方向に沿った位置を、ホルダ支持部材を基準として精度良く基準位置へ位置決めできる。

また請求項５に係る光走査装置では、傾き調整手段が、レンズホルダにおけるコリメータレンズに対して光軸方向外側の端部とホルダ支持部材とのクリアランスを調整し、レンズホルダチルト方向に沿った傾きを変化させることにより、第１のアライメント方向に沿って所定の基準位置に位置決めされたコリメータレンズのチルト方向に沿った傾きを精度良く調整できる。

本発明の請求項６に係る光走査装置は、請求項５記載の光走査装置において、前記位置決め手段は、前記ホルダ支持部材に設けられ、前記レンズホルダの外周面に対する接線方向へそれぞれ延在する一対のテーパ面と、前記レンズホルダの外周面に設けられ、周方向へ延在すると共に、一対の前記テーパ面にそれぞれ当接して前記レンズホルダを前記第１のアライメント方向に沿って前記基準位置へ位置決めする突起部とを有することを特徴とする。

上記請求項６に係る光走査装置では、レンズホルダの外周面に設けられた突起部を、ホルダ支持部材に設けられた一対のテーパ面にそれぞれ当接させることにより、レンズホルダを第１のアライメント方向に沿って所定の基準位置へ位置決めできるので、レンズホルダにより保持されたコリメータレンズの第１のアライメント方向に沿った位置決めを簡単に行える。

本発明の請求項７に係る光走査装置は、請求項５又は６記載の光走査装置において、前記傾き調整手段は、前記レンズホルダにおける前記コリメータレンズに対して光軸方向外側の端部との間に介在するように、前記レンズホルダ及び前記ホルダ支持部材の一方に配設され、前記レンズホルダ及び前記ホルダ支持部材の一方からの突出長が調整可能とされた調整部材を有することを特徴とする。

請求項７に係る光走査装置では、レンズホルダ及びホルダ支持部材の一方に配設された調整部材が、レンズホルダにおける前記コリメータレンズに対して光軸方向外側の端部との間に介在し、レンズホルダ及びホルダ支持部材の一方からの突出長が調整可能とされたことにより、調整部材のレンズホルダ又はホルダ支持部材からの突出長の変化に応じてレンズホルダのチルト方向に沿った傾きを変化させることができるので、レンズホルダにより保持されたコリメータレンズのチルト方向に沿った傾き調整を簡単に行える。

本発明の請求項８に係る光走査装置は、請求項６記載の光走査装置において、前記位置決め手段は、前記レンズホルダの外周面における前記光軸方向に沿って一端側及び他端側にそれぞれ設けられた一対の前記突起部を有し、前記傾き調整手段は、前記ホルダ支持部材と前記レンズホルダにおける前記光軸方向に沿った一端部及び他端部との間にそれぞれ介在する一対の前記調整部材を有することを特徴とする。

上記請求項８に係る光走査装置では、コリメータレンズを傾ける方向に応じて一対の調整部材のうち一方の調整部材を選択し、一方の調整部材のレンズホルダ又はホルダ支持部材からの突出長を増加させることにより、レンズホルダのチルト方向に沿って所望の回転方向（正転方向又は逆転方向）へ傾けることができるので、レンズホルダにより保持されたコリメータレンズのチルト方向に沿った傾き調整を簡単に行える。

本発明の請求項９に係る光走査装置は、請求項４乃至７の何れか１項記載の光走査装置において、前記光学調整機構は、前記レンズホルダの前記光軸方向に沿った位置を変化させるフォーカス調整手段を備えたことを特徴とする。

上記請求項９に係る光走査装置では、光学調整機構が、コリメータレンズのチルト方向に沿った傾きに影響を与えることなく、コリメータレンズのフォーカス調整を精度良く行うことができる。

本発明の請求項１０に係る光走査装置は、請求項４乃至９の何れか１項記載の光走査装置において、前記光源、前記レンズホルダ及び前記光学調整機構をそれぞれ前記ホルダ支持部材により一体的に支持された単一の光源ユニットとして構成し、前記光学調整機構は、前記光源ユニットを前記第１のアライメント方向及び、該第１のアライメント方向及び前記光軸方向と直交する第２のアライメント方向に沿って位置調整可能とするアライメント調整手段を備えたことを特徴とする。

上記請求項１０に係る光走査装置では、光源、レンズホルダ及び光学調整機構を、それぞれホルダ支持部材により一体的に支持された単一の光源ユニットとして構成したことにより、光源とレンズホルダ（コリメータレンズ）を第１のアライメント方向及び第２のアライメント方向へ一体で移動させ、コリメータレンズの光軸に対するアライメント調整を行うことできるので、光源から出射される各光ビームの主光線を被走査面上の理想位置に容易に位置調整することができる。

すなわち、光源の光源面の傾きによるビーム径の不均一をコリメータレンズの傾きを変化させて調整（補正）する場合、誤差の発生原因となる光源面とは異なる位置で光学的な補償調整を実施するため、補償調整を実施することにより新たな誤差が発生する。

従って、コリメータレンズを単独で傾き調整した場合には、被走査面における光ビームの集束状態は補正されるが、主光線の位置が理想状態からずれた状態となってしまうが、請求項１０に係る光走査装置では、光源、レンズホルダ及び光学調整機構がそれぞれホルダ支持部材により一体的に支持された単一の光源ユニットとして構成されているので、コリメータレンズの傾き調整を行っても主光線の位置ずれが生じない。

以上説明したように本発明の光走査装置によれば、被走査面を走査する光ビームの光源として複数の発光部が光源面に一次元的に配列された光源を備えた光走査装置において、光源面の傾きにより被走査面を走査する各ビーム径が不均一になって画像画質低下が生じることを効果的に防止できる。

以下、本発明の実施形態に係る光走査装置について図面を参照して説明する。

図１には、本発明の実施形態に係る光走査装置１０の全体構成が示されている。この光走査装置１０は、ドラム状の感光体１２を画像信号により変調されたレーザー光ＬＢにより走査し、この感光体１２に静電潜像を形成するためのものであり、電子写真プロセスにより画像形成が行われるレーザープリンター、複写機等の画像形成装置へ適用される。

光走査装置１０は外殻部としてケーシング１４を備えており、このケーシング１４の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿った一端側の側壁部１５には、レーザ制御基板１６が配設されている。レーザ制御基板１６上にはマルチビーム光源１８（図３（Ａ）参照）が実装されている。ここで、マルチビーム光源１８は、その光源面２０に複数の発光部が一次元的（直線的）に配列されたマルチビーム光源として構成されている。光走査装置１０では、マルチビーム光源１８から出射された複数本のレーザビームＬＢがコリメータレンズ２２に入射する。コリメータレンズ２２は、マルチビーム光源１８から入射したレーザビームＬＢを平行ビームとし、このレーザビームＬＢをアパーチャ２４へ出射する。アパーチャ２４は、レーザビームＬＢの断面形状を整形してレーザビームＬＢのビーム径を所定サイズとしてシリンドリカルレンズ２６へ出射する。シリンドリカルレンズ２６は、レーザビームＬＢをポリゴンミラー２８の反射面近傍に主走査対応方向に長い線状のビームスポットとなるように結像する。

光走査装置１０では、ポリゴンミラー２８の回転により偏向されたレーザビームＬＢが、２枚１組のFθレンズ３０により等角速度から等速度で走査するレーザビームに変換された後、第１シリンドリカルミラー３２、折り返しミラー３４、第２シリンドリカルミラー３６によりそれぞれ反射され、図示せぬ防塵ガラス（ウインド）を透過して感光体１２を走査（主走査）する。

図４には、本実施形態に係る光走査装置におけるコリメータレンズの光学調整機構が示されている。光学調整機構４０には、コリメータレンズ２２（図２（Ａ）参照）を保持するレンズホルダ４２及びレンズホルダ４２により保持されたコリメータレンズをマルチビーム光源１８から出射されるレーザビームＬＢの光路上に支持するブラケット４４が設けられている。レンズホルダ４２は全体として略円筒状に形成されており、このレンズホルダ４２内には、軸方向に沿った中央部付近にコリメータレンズ２２が配置されている。またブラケット４４は、その上面部分がコリメータレンズ２２を位置決めするための平面である基準面４６とされている。

レンズホルダ４２の下端部には、図２（Ｂ）に示されるように、光軸方向に沿って光源側へ延出するステー部５２が設けられている。このステー部５２の先端側には、その厚さ方向へ貫通するねじ穴５４が穿設されており、このねじ穴５４内には、ロッド状に形成された調整ねじ５６が捩じ込まれている。

ここで、調整ねじ５６の先端部は円錐状乃至半球状とされており、ブラケット４４の基準面４６に対して略点接触状態で接している。また調整ねじ５６はねじ穴５４内への捩じ込み量を調整可能とされており、ねじ穴５４内への捩じ込み量に応じてステー部５２からのブラケット４４側への突出長が変化する。なお、レンズホルダ４２が光学調整機構４０へ組み付けられる際には、調整ねじ５６は、ステー部５２からの突出長が所定の基準長となるようにねじ穴５４内への捩じ込み量が予め調整（初期調整）されている。

またレンズホルダ４２には、その外周面にコリメータレンズ２２の光軸を中心とする周方向に沿って突起部５８が全周に亘って形成されている。この突起部５８は、その断面形状が略半円状とされており、光軸方向においてはコリメータレンズ２２の主点ＰＰと略一致する位置に配置されている。

一方、ブラケット４４の基準面４６には、図２（Ａ）に示されるように、レンズホルダ４２をブラケット４４上に支持するために一対の基台部６０，６１が設けられている。一対の基台部６０，６１は、それぞれブラケット４４の基準面４６と直交する第１アライメント方向（矢印Ａ１方向）に沿って突出するブロック状に形成されており、コリメータレンズ２２の光軸方向及び第１アライメント方向に直交する第２アライメント方向（矢印Ａ２方向）に沿ってレンズホルダ４２を中間に挟むように配置されている。

一対の基台部６０，６１には、それぞれレンズホルダ４２に面した内側部分に、上方へ向って互いに離間する方向へ傾斜したテーパ面６２，６３が形成されている。ここで、レンズホルダ４２は、突起部５８における下端部に対して基台部６０寄りの部位をテーパ面６２の中央部付近に当接させると共に、突起部５８における下端部に対して基台部６１寄りの部位をテーパ面６２の中央部付近に当接させている。

また光学調整機構４０は、図２（Ｂ）に示されるように、レンズホルダ４２を第１アライメント方向に沿って常に基準面４６側へ付勢する板ばね状の付勢部材４８を備えており、この付勢部材４８は、その付勢力により突起部５８を常に一対のテーパ面６２に圧接した状態に維持すると共に、レンズホルダ４２の基準面４６上での移動（スライド）を拘束している。

ここで、突起部５８におけるテーパ面６２との当接点とテーパ面６２との当接点は、光軸方向及び第１アライメント方向に沿った位置が実質的に一致しており、これら一対の当接点を通過する調整軸Ｓを中心とする傾き方向であるチルト方向（図３（Ａ）の矢印Ｔ方向）に沿って、レンズホルダ４２は傾き調整可能となるように支持される。このとき、レンズホルダ４２は、チルト方向に沿った傾きが変化しても、突起部５８が一対のテーパ面６２，６３に当接しているので、常に基準面４６からの距離が一定となるような基準位置に保たれる。

光学調整機構４０では、調整ねじ５６を回転させてステー部５２からの突出長を変化させれば、ステー部５２と基準面４６とのクリアランスを変化（増減）させ、図３（Ａ）に示されるように、レンズホルダ４２をコリメータレンズ２２と共に調整軸Ｓを中心とするチルト方向（矢印Ｔ方向）に沿って傾き調整することが可能になる。ここで、基準軸Ｓは、可能な限りコリメータレンズ２２の主点ＰＰに近接した位置を通過することが好ましい。

すなわち、基準軸Ｓからコリメータレンズ２２の主点ＰＰまでの距離が短くなるほど、コリメータレンズ２２に対するチルト方向に沿った傾き調整を行った際にも、コリメータレンズ２２を他の方向への回転（傾き）及び、第１アライメント方向に沿った変位を小さくでき、チルト方向への傾き調整が、他の方向への光学調整に影響を与えることを抑制できるからである。

また突起部５８の断面形状が前述したように半円形とされていることにより、突起部５８が常に一対のテーパ面６２，６３と点接触した状態となり、この接触部分がレンズホルダ４２のチルト方向への傾きの変化に応じて連続的に変位するので、レンズホルダ４２のチルト方向への傾き調整を精度良く、円滑に行うことができる。なお、突起部５８の断面形状は、テーパ面６２，６３との接触部分が滑らかな曲面とされていれば、必ずしも半円形状である必要ない。

また、レンズホルダ４２のステー部５２に調整ねじ５６を配設する代わりに、例えば、図５に示されるように、ブラケット４４に一端が基準面４６へ開口するねじ穴５０を形成し、このねじ穴５０に捩じ込まれた調整ねじ５６の先端部をステー部５２へ圧接させ、この調整ねじ５６を回転することより、コリメータレンズ２２のチルト方向に沿った傾き調整を行っても良い。

光走査装置１０では、図４に示されるように、マルチビーム光源１８が実装されたレーザ制御基板１６、コリメータレンズ２２を保持したレンズホルダ４２、ブラケット４４が一体化された光源ユニット６４として構成されており、この光源ユニット６４が２本の連結ねじ（図示省略）によりケーシング１４の側壁部１５に締結固定されている。ブラケット４４には、基準面４６の一端部から第１アライメント方向（矢印Ｙ方向）に沿って上方へ延出する連結プレート部６８が形成されており、この連結プレート部６８には、レーザ制御基板１６が一対の固定ねじ７４を介して締結固定されている。これにより、ブラケット４４及びレーザ制御基板１６は、第１アライメント方向及び第２アライメント方向に沿って常に一体となって移動する。

またブラケット４４には、その下端部に第２アライメント方向に沿ってそれぞれ外側へ延出する一対の連結ステー部７６が設けられており、この連結ステー部７６にはボス部７８が設けられ、このボス部７８には第１アライメント方向へ貫通するねじ穴が形成されている。

一方、ケーシング１４の側壁部１５には、一対のボス部７８にそれぞれ対応する部位にそれぞれ挿通穴が穿設されており、この挿通穴の内径はボス部７８のねじ穴内へ捩じ込まれる連結ねじの外径よりよ若干大径とされている。ボス部７８のねじ穴内には連結ねじが捩じ込まれ、この連結ねじの先端側は側壁部１５の挿通穴を挿通し、側壁部１５からの突出部分には皿付きナット（図示省略）が捩じ込まれる。このとき、連結ねじを十分な締結トルクで締め込む前の状態では、連結ねじの外径よりも側壁部１５に穿設された挿通穴の内径が大きいことから、光源ユニット６４は、側壁部１５の挿通穴の範囲で第１アライメント方向及び第２アライメント方向へ位置調整可能になり、位置調整が完了した後、連結ねじを所定の締結トルクで締め込むことにより、光源ユニット６４は側壁部１５に締結固定される。

光学調整機構４０には、図２（Ｂ）に示されるように、付勢部材４８をフォーカス方向に沿って移動可能に支持するフォーカス調整部８０が設けられている。フォーカス調整部８０は、ブラケット４４によりレンズホルダ４２の上方へ支持されており、付勢部材４８を第１アライメント方向及び第２アライメント方向に変位させることなく、フォーカス方向へのみ移動可能に支持している。従って、作業者がフォーカス調整部８０を操作して付勢部材４８をフォーカス方向へ移動させることにより、図３（Ｂ）に示されるように、この付勢部材４８と共にレンズホルダ４２がフォーカス方向（矢印Ｆ方向）へスライドするので、レンズホルダ４２により保持されたコリメータレンズ２２のフォーカス方向への位置調整（フォーカス調整）が可能になる。

次に、上記のように構成された光走査装置１０における光学調整方法の手順及び光走査装置１０による作用について説明する。

光走査装置１０では、コリメータレンズ２２等に対する光学調整時に、感光体１２に代えてビームモニター装置（図示省略）が設置される。このビームモニター装置は、マルチビーム光源１８から出射されて光走査装置１０における光学系を介して被走査面に入射する複数本のレーザビームＬＢをモニターし、各レーザビームＬＢの被走査面上におけるビーム径及び主走査方向及び副走査方向における位置を作業者へ出力する。

先ず、光学調整を行う作業者は、ビームモニター装置により測定された全てのレーザビームＬＢのビーム径が所要の目標値の範囲内に入っていれば、コリメータレンズ２２に対するチルト方向に沿った傾き調整を行うことなく、コリメータレンズ２２に対するフォーカス方向に沿った位置調整を開始する。また作業者は、何れかのレーザビームＬＢのビーム径が所要の目標値から外れている場合には、モニター装置によるモニター結果を見ながら、レーザビームＬＢのビーム径の変動パターン等に対応する方向へ調整ねじ５６を回転させ、図３（Ａ）に示されるように、コリメータレンズ２２に対するチルト方向に沿った傾き調整を行う。これにより、各レーザビームＬＢのフォーカス方向に沿って位置差が均一化され、レーザビームＬＢの副走査方向に沿ったビーム径差を減少して目標値に入れることができる。

以上のような手順で、コリメータレンズ２２に対するチルト方向に沿った傾き調整が行われるが、この傾き調整は、例えば、マルチビーム光源１８における発光部が光源面２０に副走査方向に沿って８個配列されたものを使用した場合には、チルト方向の傾き調整が画像上の副走査方向に対応するものとなる。

次いで、作業者は、ビームモニター装置により測定された全てのレーザビームＬＢの主走査方向に沿ったビーム径自体が所要の目標値の範囲内に入っていれば、コリメータレンズ２２に対するフォーカス方向に沿った位置き調整（フォーカス調整）を行うことなく、コリメータレンズ２２に対する第１アライメント方向及び第２アライメント方向に沿ったアライメント調整を開始する。

また作業者は、何れかのレーザビームＬＢの主走査方向に沿ったビーム径が所要の目標値から外れている場合には、モニター装置によるモニター結果を見ながら、図３（Ｂ）に示されるように、フォーカス調整部８０によりレンズホルダ４２と共に付勢部材４８をフォーカス方向（矢印Ｚ方向）に沿って移動させることにより、被走査面上におけるレーザビームＬＢのビーム径を拡大又は縮小してコリメータレンズ２２に対するフォーカス調整を行う。これにより、各レーザビームＬＢの被走査面上におけるビーム径を所要の目標値の範囲内に入れることができる。

最後に、作業者は、ビームモニター装置により測定されたレーザビームＬＢの主走査方向及び副走査方向に沿った投影位置が所定の目標位置にあれば、コリメータレンズ２２に対する第１アライメント方向及び第２アライメント方向に沿ったアライメント調整を行うことなく光学調整を終了させる。また作業者は、レーザビームＬＢの主走査方向及び副走査方向に沿った投影位置が所定の目標位置にない場合には、ブラケット４４（光源ユニット６４）をケーシング１４の側壁部１５に連結した一対の連結ねじを緩め、光源ユニット６４を第１アライメント方向及び第２アライメント方向に沿って移動させ、レーザビームＬＢの主走査方向及び副走査方向に沿った投影位置を目標位置へ位置調整した後、一対の連結ねじを所定の締結トルクが発生するまで捩じ込み、光源ユニット６４を側壁部１５へ締結固定する。

上記のように、マルチビーム光源１８が実装されたレーザ制御基板１６、コリメータレンズ２２を保持したレンズホルダ４２、ブラケット４４が一体化された光源ユニット６４をアライメント調整することより、マルチビーム光源１８及びコリメータレンズ２２の位置関係を変化させることなく、レーザビームＬＢの被走査面上における投影位置を主走査方向及び副走査方向に沿ってそれぞれ位置調整できるので、レーザビームＬＢに新たなビーム径差及びビーム径変化を生じさせることなく、レーザビームＬＢのアライメント調整を簡単に行うことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０によれば、コリメータレンズ２２が、複数の発光部が光源面に一次元的に配列されたマルチビーム光源１８から出射されるレーザビームＬＢの光軸に対する傾きがチルト方向に沿って調整可能とされたことにより、マルチビーム光源１８の光源面２０の傾きに応じてコリメータレンズ２２のレーザビームＬＢの光軸に対する傾き調整すれば、結像光学系を介して被走査面上に投影される複数本のレーザビームＬＢの被走査面上における焦点方向に沿った位置差を均一化できるので、被走査面に形成される画像に濃度むらが発生することを効果的に防止できる。

なお、以上説明した光学調整機構４０では、一対の基台部６０，６１のテーパ面６２，６３にレンズホルダ４２の突起部５８を当接させつつ、コリメータレンズ２２の傾きを調整していたが、基台部６０，６１をブラケット４４に設ける代わりに、例えば、図１０（Ａ）に示されるように、レンズホルダ４２に第２アライメント方向へ延出する一対のサイドステー部７０を設け、これら一対のサイドステー部７０の下面部からそれぞれ突出する位置決め突起７２を基準面４６に当接させつつ、図１０（Ｂ）に示されるように、レンズホルダ４２の傾きを調整ねじ５６により調整するようにしても良い。ここで、位置決め突起７２の先端部は半球状乃至円錐状に形成されており、基準面４６に点接触状態で触している。

（光学調整機構の変形例）
次に、本発明の実施形態に係る光走査装置におけるコリメータレンズの光学調整機構の変形例について説明する。

図６には、本実施形態に係るコリメータレンズの光学調整機構の変形例が示されている。光学調整機構８２は、光学調整機構４０と同様に、コリメータレンズ２２を保持する略円筒状のレンズホルダ４２を備えており、このレンズホルダ４２の下端部には、図６（Ｂ）に示されるように、光軸方向に沿って光源側へ延出する第１ステー部８４が設けられると共に、アパーチャ２４（図１参照）側へ延出する第２ステー部８５が設けられている。第１ステー部８４及び第２ステー部８５には、その厚さ方向へ貫通するねじ穴８６，８７が穿設されており、これらのねじ穴８６，８７内には、それぞれロッド状に形成された第１調整ねじ８８及び第２調整ねじ８９が捩じ込まれている。

ここで、調整ねじ８８，８９の先端部は円錐状乃至半球状とされており、ブラケット４４の基準面４６に対して略点接触状態で接している。また調整ねじ８８，８９は、それぞれねじ穴８６，８７内への捩じ込み量が調整可能とされており、ねじ穴８６，８７内への捩じ込み量に応じて第１ステー部８４及び第２ステー部８５からのブラケット４４側への突出長が変化する。なお、レンズホルダ４２が光学調整機構８２へ組み付けられる際には、一対の調整ねじ８８，８９は、それぞれ第１ステー部８４及び第２ステー部８５からの突出長が所定の基準長となるようにねじ穴８６，８７内への捩じ込み量が予め調整（初期調整）されている。

またレンズホルダ４２には、その外周面にコリメータレンズ２２の光軸を中心とする周方向に沿って第１突起部９０及び第２突起部９１が光軸方向に沿ってそれぞれ異なる部位に設けられている。これら一対の突起部９０，９１は、レンズホルダ４２の外周面に全周亘って延在し、その断面形状が略半円状とされている。また一対の突起部９０，９１は、光軸方向においてはコリメータレンズ２２の主面ＰＦを中心として略対称的な位置関係（面対称）となるように配置されている。

レンズホルダ４２は、コリメータレンズ２２に対する光学調整前（初期調整時）には、第１突起部９０をテーパ面６２及びテーパ面６２に当接させると共に、第２突起部９１をテーパ面６２及びテーパ面６２に当接させている。このとき、レンズホルダ４２は、付勢部材４８からの付勢力を受けて常に基準面４６側へ付勢されている。

ここで、第１突起部９０におけるテーパ面６２との当接点とテーパ面６２との当接点は、光軸方向及び第１アライメント方向に沿った位置が互いに一致していおり、これら一対の当接点を通過する調整軸Ｓ１を中心とするチルト方向Ｔ１にへ、レンズホルダ４２は傾きが調整可能となるように支持される。また第２突起部９１におけるテーパ面６２との当接点とテーパ面６２との当接点は、光軸方向及び第１アライメント方向に沿った位置が互いに一致していおり、これら一対の当接点を通過する調整軸Ｓ２を中心とするチルト方向Ｔ２へ、レンズホルダ４２は傾きが調整可能となるように支持される。このとき、レンズホルダ４２は、チルト方向に沿った傾きが変化しても、突起部９０，９１の少なくとも一方が一対のテーパ面６２，６３に当接しているので、第１アライメント方向に沿って常に基準面４６からの距離が略一定となるような基準位置に保たれる。

光学調整機構８２では、第１調整ねじ８８を捩じ込み方向へ回転させて第１ステー部８４からの突出長を延長すれば、第１ステー部８４と基準面４６とのクリアランスを増加させ、図７（Ａ）に示されるように、レンズホルダ４２をコリメータレンズ２２と共に調整軸Ｓ１を中心とするチルト方向Ｔ１へ傾きを調整することが可能になる。

また光学調整機構８２では、第２調整ねじ８９を捩じ込み方向へ回転させて第２ステー部８５からの突出長を延長すれば、第２ステー部８５と基準面４６とのクリアランスを増加させ、図７（Ｂ）に示されるように、レンズホルダ４２をコリメータレンズ２２と共に調整軸Ｓ２を中心とするチルト方向Ｔ２へ傾きを調整することが可能になる。

このとき、調整軸Ｓ１及びＳ２は、光学調整機構４０の場合と同様の理由により、可能な限りコリメータレンズ２２の主点ＰＰに近接した位置に配設することが好ましい。突起部９０，９１の断面形状についても、突起部５８と同様に、レンズホルダ４２のチルト方向への傾き調整を精度良く、円滑に行うために半円形等の曲面形状とすることが好ましい。

また光学調整機構８２では、図８に示されるように、フォーカス調整部８０によりレンズホルダ４２と共に付勢部材４８をフォーカス方向（矢印Ｚ方向）に沿って移動させることにより、被走査面上におけるレーザビームＬＢのビーム径を拡大又は縮小してコリメータレンズ２２に対するフォーカス調整を行うことができる。

なお、レンズホルダ４２のステー部８４，８５にそれぞれ調整ねじ８８，８９を配設する代わりに、例えば、図９に示されるように、ブラケット４４に一端が基準面４６へ開口するねじ穴９２，９３を形成し、一方のねじ穴９２に捩じ込まれた第１調整ねじ８８の先端部を第１ステー部８４へ圧接させると共に、他方のねじ穴９３に捩じ込まれた第２調整ねじ８９の先端部を第２ステー部８５へ圧接させ、これらの調整ねじ８８，８９を捩じ込み方向へ回転させることより、コリメータレンズ２２のチルト方向Ｔ１,Ｔ２への傾き調整を行っても良い。

光学調整機構４０では、マルチビーム光源１８が実装されたレーザ制御基板１６、コリメータレンズ２２を保持したレンズホルダ４２、ブラケット４４が一体化された光源ユニットとして構成されており、この光源ユニットも、光学調整機構４０における光源ユニット６４と場合と同様に、第１アライメント方向及び第２アライメント方向へ位置調整可能となっている。

光走査装置１０では、以上説明した変形例に係る光学調整機構８２を用いても、コリメータレンズ２２をチルト方向及びフォーカス方向へ精度良く光学調整して被走査面上におけるレーザビームＬＢのビーム径差及びビーム径を所要の目標値の範囲内にすることができると共に、アライメント方向へも精度良く光学調整してレーザビームＬＢを被走査面上における目標位置へ投影できる。

特に、光学調整機構８２では、レンズホルダ４２をそれぞれ光軸方向に沿って異なる位置にある２本の調整軸ＳＦ,ＳＲを中心としてチルト方向へ傾き調整できるので、レンズホルダ４２を１本の調整軸Ｓを中心として傾き調整する光学調整機構４０と比較して、レンズホルダ４２の外周面へのテーパ面６２，６３との干渉（接触）を避けてチルト方向への調整範囲を拡大できるという利点が得られる。

本発明の実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示される光走査装置に適用される光学調整機構のレンズホルダ及びブラケットを示す斜視図及び側面図である。 図２に示される光学調整機構によるコリメータレンズに対するチルト方向及びフォーカス方向に沿った光学調整を説明するためのレンズホルダ及びブラケットの側面図及び平面図である。 図１に示される光走査装置に適用される光学調整機構の構成を示す斜視図である。 光学調整機構におけるチルト方向に沿った傾きを調整するための構造の他の例を示す側面断面図である。 図１に示される光走査装置に適用される光学調整機構の変形例を示す斜視図及び側面図である。 図６に示される光学調整機構によるコリメータレンズに対するチルト方向に沿った光学調整を説明するためのレンズホルダ及びブラケットの側面図である。 図６に示される光学調整機構によるコリメータレンズに対するフォーカス方向に沿った光学調整を説明するためのレンズホルダ及びブラケットの側面図である。 光学調整機構におけるチルト方向に沿った傾きを調整するための構造の他の例を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置に適用可能な光学調整機構の変形例を示す斜視図及び側面断面図である。 マルチビーム光源における光源面の傾きが生じた場合の各レーザビームの被走査面上における各レーザビームの結像状態を説明するための図である。 特許文献２に示される光源装置の構成を示す側面断面図である。 マルチビーム光源から出射されるレーザビームのフォーカス位置差とビーム径との関係を示すグラフである。 マルチビーム光源から出射される複数本のレーザビーム間にビーム径差が生じた場合に画像に生じる周期的な濃度むらの一例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１２ 感光体
１４ ケーシング
１６ レーザ制御基板
１８ マルチビーム光源
２０ 光源面
２２ コリメータレンズ
４０ 光学調整機構
４２ レンズホルダ
４４ ブラケット（ホルダ支持部材）
４６ 基準面
４８ 付勢部材
５０ ねじ穴
５２ ステー部
５４ ねじ穴
６０、６１ 基台部
６２、６３ テーパ面
６４ 光源ユニット
８０ フォーカス調整部
８２ 光学調整機構
８４、８５ ステー部
９０、９１ 突起部
９２、９３ ねじ穴

Claims (10)

1. 複数の発光部が光源面に一次元的に配列された光源と、該光源における複数の発光部からそれぞれ出射される複数本の光ビームの光路上に配置され複数本の光ビームを平行光とするコリメータレンズと、を有する光走査装置であって、
   前記コリメータレンズは、前記光源から出射される光ビームの光軸に対する傾きが調整可能とされたことを特徴とする光走査装置。
2. 前記コリメータレンズは、前記光源から出射される光ビームの光軸に対して略直交する調整軸を中心とするチルト方向に沿って傾きが調整可能とされたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記コリメータレンズから出射される複数の光ビームの光路上に配置され、該複数本の光ビームを被走査面上に投影する結像光学系を有し、
   前記コリメータレンズは、前記結像光学系により被走査面上に投影される複数本の光ビームの該被走査面上における焦点方向に沿った位置差が均一化されて各ビーム径が略一定のサイズとなるように、前記チルト方向に沿って傾きが調整されることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
4. 前記チルト方向に沿った前記コリメータレンズの傾きをそれぞれ調整するための光学調整機構を有することを特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置。
5. 前記光学調整機構は、
   前記コリメータレンズを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダにより保持された前記コリメータレンズを前記光源から出射される光ビームの光路上に支持するホルダ支持部材と、
   前記レンズホルダを、前記調整軸及び前記光軸にそれぞれ略直交する第１のアライメント方向に沿って前記ホルダ支持部材に対して所定の位置関係を有する基準位置へ位置決めする位置決め手段と、
   前記レンズホルダにおける前記コリメータレンズに対して光軸方向外側の端部と前記ホルダ支持部材とのクリアランスを調整し、前記レンズホルダの前記チルト方向に沿った傾きを変化させる傾き調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
6. 前記位置決め手段は、前記ホルダ支持部材に設けられ、前記レンズホルダの外周面に対する接線方向へそれぞれ延在する一対のテーパ面と、前記レンズホルダの外周面に設けられ、周方向へ延在すると共に、一対の前記テーパ面にそれぞれ当接して前記レンズホルダを前記第１のアライメント方向に沿って前記基準位置へ位置決めする突起部とを有することを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
7. 前記傾き調整手段は、前記レンズホルダにおける前記コリメータレンズに対して光軸方向外側の端部との間に介在するように、前記レンズホルダ及び前記ホルダ支持部材の一方に配設され、前記レンズホルダ及び前記ホルダ支持部材の一方からの突出長が調整可能とされた調整部材を有することを特徴とする請求項５又は６記載の光走査装置。
8. 前記位置決め手段は、前記レンズホルダの外周面における前記光軸方向に沿った一端側及び他端側にそれぞれ設けられた一対の前記突起部を有し、
   前記傾き調整手段は、前記ホルダ支持部材と前記レンズホルダにおける前記光軸方向に沿った一端部及び他端部との間にそれぞれ介在する一対の前記調整部材を有することを特徴とする請求項７記載の光走査装置。
9. 前記光学調整機構は、前記レンズホルダの前記光軸方向に沿った位置を変化させるフォーカス調整手段を備えたことを特徴とする請求項４乃至８の何れか１記載の光走査装置。
10. 前記光源、前記レンズホルダ及び前記光学調整機構をそれぞれ前記ホルダ支持部材により一体的に支持された単一の光源ユニットとして構成し、
    前記光学調整機構は、前記光源ユニットを前記第１のアライメント方向及び、該第１のアライメント方向及び前記光軸方向と直交する第２のアライメント方向に沿って位置調整可能とするアライメント調整手段を備えたことを特徴とする請求項４乃至９の何れか１項記載の光走査装置。