JP3652768B2 - 光走査装置並びにこの光走査装置を利用した画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数ドラム方式カラープリンタ、複数ドラム方式カラー複写機、高速レーザプリンタあるいはデジタル複写機などに利用可能な、複数のビームを走査するマルチビーム光走査装置ならびにこのマルチビーム光走査装置が利用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、複数ドラム方式カラープリンタあるいは複数ドラム方式カラー複写機などの画像形成装置では、色分解された色成分に対応する複数の画像形成部、及び、この画像形成部に、色成分に対応する画像データすなわち複数のレーザビームを提供する光走査装置 (レーザ露光装置) が利用される。
【０００３】
この種の画像形成装置では、各画像形成部のそれぞれに対応して複数の光走査装置が配置される例と、複数のレーザビームを提供可能に形成されたマルチビーム光走査装置が配置される例とが知られている。
【０００４】
一般に、光走査装置は、光源としての半導体レーザ素子、レーザ素子から出射されたレーザビームのビーム径を所定の大きさに絞り込む第１のレンズ群、第１のレンズ群により絞り込まれたレーザビームを記録媒体が搬送される方向と直交する方向に連続的に反射する光偏向装置、光偏向装置により偏向されたレーザビームを記録媒体の所定の位置に結像させる第２のレンズ群などを有している。なお、多くの場合、光偏向装置によりレーザビームが偏向される方向が主走査方向ならびに記録媒体が搬送される方向すなわち主走査方向と直交する方向が副走査方向と示される。
【０００５】
ところで、光偏向装置によって偏向されたレーザビームを記録媒体に結像させる偏向後光学系において、プラスチック、例えばＰＭＭＡによって形成された結像レンズが利用されている。このＰＭＭＡは、周辺温度が、例えば０℃から５０℃の間で変化した場合に、屈折率ｎが１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知られている。このような屈折率変化により、ＰＭＭＡによって形成された結像レンズを通過したレーザビームは、±１２ｍｍ程度変動した結像面、即ち副走査方向における結像位置に集光される。
【０００６】
このような問題を解決するために、偏向前光学系に、偏向後光学系に利用されるレンズの材質と同一の材質のレンズを曲率が最適化された状態で組み込むことにより、温度変化による屈折率変化ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を±０．５ｍｍ程度に抑えることができる。即ち、偏向前光学系がガラスレンズで、偏向後光学系がプラスチックレンズで構成される光学系に比較して、偏向前光学系にプラスチックレンズを組み込んだ光学系は、偏向後光学系のレンズの温度変化による屈折率変化に起因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、偏向前光学系には、プラスチックレンズが組み込まれ、特に、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームに対して副走査方向に集束性を与えるために配置されたハイブリッドシリンダレンズには、プラスチックレンズが組み込まれている。
【０００８】
一般に、ハイブリッドシリンダレンズは、ガラス製の球面レンズ、及びこのガラスレンズに貼合わせられたプラスチック製の非球面レンズにより形成されている。
【０００９】
しかしながら、プラスチックレンズをガラスレンズに貼合わせる際の位置決めが困難である。また、周辺部分の環境変化、例えば湿度の変化に対して、ガラスとプラスチックとでは吸湿特性が異なるため、貼付けたプラスチックレンズが位置ずれを起こす、或は剥がれ落ちる可能性がある。このため、レーザビームの結像位置にずれが生じ、画像形成部で形成される画像の画質が劣化する問題が生ずる。
【００１０】
この発明の目的は、高画質化が可能となるマルチビーム光走査装置並びにこの光走査装置を適用した画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上記目的を達成するために、
複数の色成分にそれぞれ対応する複数の光源と、
前記複数の光源からそれぞれ出射された光ビームに対して所定の光学特性を与える第１光学部材と、前記第１光学部材によって光学特性が与えられた複数の光ビームをそれぞれ第１の方向に集束させる第２光学部材と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第２光学部材によって集束された複数の光ビームを所定の方向に偏向する１つの偏向手段と、を含む第１光学手段と、
前記偏向手段により偏向された複数の光ビームを、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の像面に等速で走査するように結像し、前記偏向手段の面倒れを補正する機能を有する第３光学部材を含む第２光学手段と、
少なくとも前記第１光学手段を収容するとともに位置決め部を有した収容手段と、を備え、
前記第２光学部材は、シリンドリカル形状の入射面、実質的に平坦な出射面、及びこの出射面に直交する少なくとも１つの平面を有するガラスによって形成された第１レンズと、前記第１レンズの平面の一部、及び出射面を露出させるように、前記第１レンズとは異なる材質により前記第１レンズに一体に形成された第２レンズとを含み、前記第２光学部材は、前記第１レンズが露出されている平面の一部を前記収容手段の位置決め部の上面に当接するとともに前記第１レンズを露出する前記第２レンズの光軸に平行な面を前記収容手段の位置決め部に当接することで、位置決めされることを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００２０】
またさらに、この発明によれば、
第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能な結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置が提供される。
【００２１】
さらにまた、この発明によれば、
第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能であると共に、前記第３レンズと同一の材質によって形成された結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置が提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の光走査装置、並びにこの光走査装置を利用した画像形成装置の一実施例について詳細に説明する。
【００２３】
図１には、この発明の実施の形態であるマルチビーム光走査装置が利用される転写型カラー画像形成装置が示されている。なお、この種のカラー画像形成装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラック (黒) の各色成分ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成する、さまざまな装置が４組利用されることから、各参照符号に、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別する。
【００２４】
図１に示されるように、画像形成装置１００は、色分解された色成分すなわちＹ＝イエロー，Ｍ＝マゼンタ，Ｃ＝シアンおよびＢ＝ブラックごとに画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂを有している。
【００２５】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、図２を用いて後述するマルチビーム光走査装置１の第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂを介して各色成分画像に対応するレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が出射される位置に対応して、光走査装置１の下方に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの順で直列に配置されている。
【００２６】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の下方には、各画像形成部５０ (ＹＭ，ＣおよびＢ) により形成された画像を搬送する搬送ベルト５２が配置されている。
【００２７】
搬送ベルト５２は、図示しないモータにより矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６およびテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ローラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。
【００２８】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、円筒ドラム状で、矢印の方向に回転可能に形成され、画像に対応する静電潜像が形成される感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂを有している。
【００２９】
それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の周囲には、感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に所定の電位を提供する帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ、感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に形成された静電潜像に対応する色が与えられているトナーを供給することで現像する現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ、搬送ベルト５２を感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に介在させた状態で感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対向され、搬送ベルト５２または搬送ベルト５２を介して搬送される記録媒体すなわち記録用紙Ｐに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のトナー像を転写する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上に残った残存トナーを除去するクリーナ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ、及び、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上に残った残存電位を除去する除電装置６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂが、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転方向に沿って順に配置されている。
【００３０】
なお、光走査装置１の各ミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより案内される感光体ドラム５８上で副走査方向に２つのビームとなる、２本のビームを合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、各帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に照射される。
【００３１】
搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像が転写されるための記録媒体すなわち用紙Ｐを収容する用紙カセット７０が配置されている。
【００３２】
用紙カセット７０の一端であって、テンションローラ５４に近接する側には、おおむね半月状に形成され、用紙カセット７０に収容されている用紙Ｐを、最上部から１枚ずつ取り出す送り出しローラ７２が配置されている。送り出しローラ７２とテンションローラ５４との間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙Ｐの先端と画像形成部５０Ｂ (黒) の感光体ドラム５８Ｂに形成されたトナー像の先端とを整合させるためのレジストローラ７４が配置されている。
【００３３】
レジストローラ７４と第１の画像形成部５０Ｙとの間であって、テンションローラ５４の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでテンションローラ５４の外周上には、レジストローラ７２を介して所定のタイミングで搬送される１枚の用紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供する吸着ローラ７６が配置されている。なお、吸着ローラ７６の軸線とテンションローラ５４は、平行に配置される。
【００３４】
搬送ベルト５２の一端であって、ベルト駆動ローラ５６の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでベルト駆動ローラ５６の外周上には、搬送ベルト５２あるいは搬送ベルト５２により搬送される用紙Ｐ上に形成された画像の位置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配置されている (図１は、正面断面図であるから、後方のセンサ８０のみが示されている) 。
【００３５】
ベルト駆動ローラ５６の外周に対応する搬送ベルト５２上には、搬送ベルト５２上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去する搬送ベルトクリーナ８２が配置されている。
【００３６】
搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐがテンションローラ５６から離脱されてさらに搬送される方向には、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着装置８４が配置されている。
【００３７】
図２には、図１に示したカラー画像形成装置に利用されるマルチビーム光走査装置が示されている。なお、図１に示したカラー画像形成装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラック (黒) の各色成分ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成するさまざまな装置が４組利用されることから、同様に、各参照符号にＹ，Ｍ，ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別する。
【００３８】
図２に示されるように、マルチビーム光走査装置１は、光源としてのレーザ素子から出射されたレーザビームを、所定の位置に配置された像面すなわち図１に示した第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂのそれぞれの所定の位置に向かって所定の線速度で偏向する偏向手段としてのただ１つの光偏向装置５を有している。なお、以下、光偏向装置５によりレーザビームが偏向される方向を主走査方向と示す。
【００３９】
光偏向装置５は、複数、たとえば、８面の平面反射鏡 (面) が正多角形状に配置された多面鏡本体５ａと、多面鏡本体５ａを、主走査方向に所定の速度で回転させる図示しないモータとを有している。多面鏡本体５ａは、たとえば、アルミニウムにより形成される。また、多面鏡５ａの各反射面は、多面鏡本体５ａが回転される方向を含む面すなわち主走査方向と直交する面、すなわち、副走査方向に沿って切り出されたのち、切断面に、たとえば、Ｓi Ｏ2 などの表面保護層が蒸着されることで提供される。
【００４０】
光偏向装置５と像面との間には、光偏向装置５の反射面により所定の方向に偏向されたレーザビームに所定の光学特性を与える第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂからなる２枚組みの偏向後光学系３０、偏向後光学系３０の第２の結像レンズ３０ｂから出射されたそれぞれの合成されたレーザビームＬ (ＹＭ，ＣおよびＢ) の個々のビームが、画像が書き込まれる領域より前の所定の位置に到達したことを検知するためのただ１つの水平同期検出器２３、及び、偏向後光学系３０と水平同期検出器２３との間に配置され、偏向後光学系３０内の後述する少なくとも一枚のレンズを通過された４×２本の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を、水平同期検出器２３に向かって主・副走査方向共異なる方向へ反射させるただ１組の水平同期用折り返しミラー２５などが配置されている。
【００４１】
次に、光源としてのレーザ素子と光偏向装置５との間の偏向前光学系について詳細に説明する。
【００４２】
光走査装置１は、Ｎｉ (ｉは正の整数) を満たす第１および第２の２つ (Ｎ1 ＝Ｎ2 ＝Ｎ3 ＝Ｎ4 ＝２) のレーザ素子を含み、色成分に色分解された画像データに対応するレーザビームを発生する第１ないし第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ (Ｍ，Ｍは正の整数で、ここでは４) を有している。
【００４３】
第１ないし第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂは、それぞれ、Ｙすなわちイエロー画像に対応するレーザビームを出射するイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂ、Ｍすなわちマゼンタ画像に対応するレーザビームを出射するマゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、Ｃすなわちシアン画像に対応するレーザビームを出射するシアン第１レーザ３Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂ、ならびに、Ｂすなわちブラック (黒) 画像に対応するレーザビームを出射する黒第１レーザ３Ｂａおよび黒第２レーザ３Ｂｂを有している。なお、それぞれのレーザ素子からは、互いに対をなす第１ないし第４のレーザビームＬＹａおよびＬＹｂ，ＬＭａおよびＬＭｂ，ＬＣａおよびＬＣｂ、ならびに、ＬＢａおよびＬＢｂが出射される。
【００４４】
それぞれのレーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａならびに３Ｂａと光偏向装置５との間には、それぞれの光源３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａならびに３ＢａからのレーザビームＬＹａ，ＬＭａ，ＬＣａならびにＬＢａの断面ビームスポット形状を所定の形状に整える４組みの偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置されている。
【００４５】
ここで、イエロー第１レーザ３Ｙａから光偏向装置５に向かうレーザビームＬＹａを代表させて、偏向前光学系７ (Ｙ) について説明する。
【００４６】
イエロー第１レーザ３Ｙａから出射された発散性のレーザビームは、有限焦点レンズ９Ｙａにより所定の収束性が与えられたのち、絞り１０Ｙａにより、断面ビーム形状が所定の形状に整えられる。絞り１０Ｙａを通過されたレーザビームＬＹａは、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙを介して、副走査方向に対してのみ、さらに、所定の収束性が与えられて、光偏向装置５に案内される。
【００４７】
有限焦点レンズ９Ｙａとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙとの間には、ハーフミラー１２Ｙが、有限焦点レンズ９Ｙａとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙとの間の光軸に対して所定の角度で挿入されている。
【００４８】
ハーフミラー１２Ｙにおいて、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａが入射される面と反対の面には、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに対して副走査方向に所定のビーム間隔を提供可能に配置されたイエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹｂが、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに対して副走査方向に所定のビーム間隔で入射される。なお、イエロー第２レーザ３Ｙｂとハーフミラー１２Ｙとの間には、イエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹｂに所定の収束性を与える有限焦点レンズ９Ｙｂおよび絞り１０Ｙｂが配置されている。
【００４９】
ハーフミラー１２Ｙを介して副走査方向に所定のビーム間隔を有する実質的に１本のレーザビームにまとめられたそれぞれのレーザビームＬＹａおよびＬＹｂは、図８を用いて後述するレーザ合成ミラーユニット１３を通過され、光偏向装置５に案内される。
【００５０】
以下、同様に、Ｍすなわちマゼンタに関連して、マゼンタ第１レーザ３Ｍａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｍａ、絞り１０Ｍａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｍ、ハーフミラー１２Ｍ、マゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、有限焦点レンズ９Ｍｂおよび絞り１０Ｍｂ、Ｃすなわちシアンに関連して、シアン第１レーザ３Ｃａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｃａ、絞り１０Ｃａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｃ、ハーフミラー１２Ｃ、シアン第２レーザ３Ｃｂ、有限焦点レンズ９Ｃｂおよび絞り１０Ｃｂ、ならびに、Ｂすなわち黒に関連して、黒第１レーザ３Ｂａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｂａ、絞り１０Ｂａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｂ、ハーフミラー１２Ｂ、黒第２レーザ３Ｂｂ、有限焦点レンズ９Ｂｂおよび絞り１０Ｂｂが、それぞれ、所定の位置に配置されている。なお、それぞれの光源３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、および、レーザ合成ミラーユニット１３は、たとえば、アルミニウム合金などによって形成された保持部材１５により、一体的に保持されている。
【００５１】
有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ａおよび９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂには、それぞれ、非球面ガラスレンズもしくは球面ガラスレンズに図示しないＵＶ硬化プラスチック非球面レンズを貼り合わせた単レンズが利用される。
【００５２】
図３は、偏向前光学系７のハーフミラー１２と光偏向装置５の反射面との間の光路に関し、折り返しミラーなどを省略した状態で副走査方向から見た部分断面図である。なお、図３では、１つのレーザビームＬＹ (ＬＹａ) に対する光学部品のみが代表して示されている。
【００５３】
ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つＰＭＭＡ( ポリメチルメタクリル) 等のプラスチック製のシリンダレンズ１７ (Ｙ) とガラス製のシリンダレンズ１９ (Ｙ) とによって形成されている。
【００５４】
以下、表１乃至表３に、偏向前光学系７の光学的数値データを示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
表１乃至表３から明らかなように、それぞれの色成分に対応される有限焦点レンズ９およびハイブリッドシリンダレンズ１１は、単体では、どの色成分に関しても、同一のレンズが利用される。なお、Ｙ (イエロー) に対応される偏向前光学系７ＹおよびＢ (ブラック) に対応される偏向前光学系７Ｂは、実質的に、同一のレンズ配置を有する。また、Ｍ (マゼンタ) に対応される偏向前光学系７ＭおよびＣ (シアン) に対応される偏向前光学系７Ｃは、偏向前光学系７Ｙおよび７Ｂに比較して、有限焦点レンズ９とハイブリッドシリンダレンズ１１との間隔が広げられている。
【００５８】
図４には、図３および表１乃至表３に示した偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれを、光偏向装置５の反射面の回転軸に直交する方向（副走査方向）のそれぞれのレーザ合成ミラーの反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃから光偏向装置５に向かうレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣが示されている。（ＬＹはＬＹａとＬＹｂ、ＬＭはＬＭａとＬＭｂ、ＬＣはＬＣａとＬＣｂから成っている）
図４から明らかなように、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏向装置５の反射面の回転軸と平行な方向に、相互に異なる間隔で、光偏向装置５に案内される。また、レーザビームＬＭおよびＬＣは、光偏向装置５の反射面の回転軸と直交するとともに反射面の副走査方向の中心を含む面、すなわち、光走査装置１の系の光軸を含む面を挟んで非対称に、光偏向装置５の各反射面に案内される。なお、光偏向装置５の各反射面上でのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ相互の間隔は、ＬＹ−ＬＭ間で３．２０ｍｍ、ＬＭ−ＬＣ間で２．７０ｍｍ、及び、ＬＣ−ＬＢ間で２．３０ｍｍである。
【００５９】
図５には、光走査装置１の光偏向装置５から各感光体ドラム５８すなわち像面までの間に配置される光学部材に関し、光偏向装置５の偏向角が０°の位置で副走査方向から見た状態が示されている。
【００６０】
図５に示されるように、偏向後光学系３０の第２の結像レンズ３０ｂと像面との間には、レンズ３０ｂを通過された４×２本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を像面に向かって折り曲げる第１の折り返しミラー３３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、第１の折り返しミラー３３Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃにより折り曲げられたレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣを、さらに折り返す第２および第３の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。なお、図５から明らかなように、Ｂ (ブラック) 画像に対応するレーザビームＬＢは、第１の折り返しミラー３３Ｂにより折り返されたのち他のミラーを経由せずに、像面に案内される。
【００６１】
第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂ、第１の折り返しミラー３３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、及び、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃは、それぞれ、光走査装置１の中間ベース１ａに、たとえば、一体成型により形成された図示しない複数の固定部材に、接着などにより固定される。
【００６２】
また、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、図１０を用いて後述する固定用リブと傾き調整機構を介して、ミラー面と垂直方向に関連した少なくとも１方向に関し、移動可能に配置される。
【００６３】
第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂと像面との間であって、それぞれのミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃを介して反射された４×２＝８本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が光走査装置１から出射される位置には、さらに、光走査装置１内部を防塵するための防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置されている。
【００６４】
次に、偏向前光学系７と偏向後光学系３０との間の光学特性について詳細に説明する。
【００６５】
偏向後光学系３０すなわち２枚組みの第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂは、プラスチック、たとえば、ＰＭＭＡにより形成されることから、周辺温度が、たとえば、０°Ｃから５０°Ｃの間で変化することで、屈折率ｎが、１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知られている。この場合、第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂを通過されたレーザビームが実際に集光される結像面、すなわち、副走査方向における結像位置は、±１２ｍｍ程度変動してしまう。
【００６６】
このことから、図３に示した偏向前光学系７に、偏向後光学系３０に利用されるレンズの材質と同一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態で組み込むことで、温度変化による屈折率ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を、±０．５ミリメートル (以下、 [ｍｍ] と示す) 程度に抑えることができる。すなわち、偏向前光学系７がガラスレンズで、偏向後光学系３０がプラスチックレンズにより構成される従来の光学系に比較して、偏向後光学系３０のレンズの温度変化による屈折率の変化に起因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。
【００６７】
図６には、図５に示した光偏向装置５と像面との間を通過する第１ないし第４の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と光走査装置１の副走査方向の系の光軸との関係を示す光路図である。
【００６８】
図６に示されるように、光偏向装置５の反射面で反射された第１ないし第４の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、第１の結像レンズ３０ａと第２の結像レンズ３０ｂとの間で、副走査方向に関し、系の光軸と交差して、像面に案内される。
【００６９】
図７には、図２に示した偏向前光学系に利用されるレーザ素子の配列が詳細に示されている。
【００７０】
図２を用いて既に説明したように、第１ないし第４の光源３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、２個一組のイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂ、マゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、シアン第１レーザ３Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂ、ならびに、黒第１レーザ３Ｂａおよび黒第２レーザ３Ｂｂを有している。なお、対をなすそれぞれのレーザは、副走査方向に関し、後述する像面でのビーム間隔に対応される所定の間隔だけ距離をおいて配置されている。また、それぞれの対すなわち色成分に対応する組みは、図８に示すレーザ合成ミラーブロック１３のそれぞれの反射領域に対応してあらかじめ規定される副走査方向距離で、副走査方向から見た状態で、４層に配置されている。
【００７１】
図８には、第１ないし第４の合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの束のレーザビームとして光偏向装置５の各反射面に案内すレーザ合成ミラーユニット１３が示されている。
【００７２】
レーザ合成ミラーユニット１３は、画像形成可能な色成分の数 (色分解された色の数) よりも「１」だけ少ない数だけ配置される第１ないし第３のミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂと、それぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂを保持する第１ないし第３のミラー保持部１３α，１３βおよび１３γならびにそれぞれの保持部１３α，１３βおよび１３γを支持するベース１３ａにより構成される。なお、ベース１３ａならびにそれぞれの保持部１３α，１３βおよび１３γは、熱膨脹率が小さい、たとえば、アルミニウム合金などにより一体的に形成されている。
【００７３】
このとき、光源３Ｙすなわちイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹは、すでに説明したように、光偏向装置５の各反射面に直接案内される。この場合、レーザビームＬＹは、光走査装置１の系の光軸よりもベース１３ａ側すなわち第１の保持部１３αに固定されるミラー１３Ｍとベース１３ａとの間を通過される。
【００７４】
ここで、合成ミラー１３のそれぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂにより反射されて光偏向装置５に案内される各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢならびに光偏向装置５に直接案内されるレーザビームＬＹの強度 (光量) について考察する。
【００７５】
図８に示されているレーザ合成ミラーユニット１３によれば、それぞれのレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏向装置５の各反射面に入射する前段の各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢが副走査方向に分離している領域で、通常のミラー (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) によって折り返される。従って、各反射面 (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) で反射されたのち多面鏡本体５ａに向けて供給される各レーザビームＬ (Ｍ，ＣおよびＢ) の光量は、有限焦点レンズ９からの出射光量のおおむね９０％以上に維持できる。各レーザ素子の出力を低減できるばかりでなく、傾いた平行平板による収差が発生しないため、像面に到達される光の収差を均一に補正できる。これにより、それぞれのレーザビームを小さく絞ることが可能となり、結果として、高精細化への対応を可能とする。なお、Ｙ (イエロー) に対応するレーザ素子３Ｙは、合成ミラー１３のいづれのミラーにも関与されることなく、直接、光偏向装置５の各反射面に案内されることから、レーザの出力容量が低減できるばかりでなく、 (合成ミラーにより反射される他のレーザビームに生じる虞れのある) ミラー (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) で反射されることによる各反射面への入射角の誤差が除去される。
【００７６】
次に、図２および図５を参照して、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と偏向後光学系３０を通って光走査装置１の外部へ出射される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの傾きと折り返しミラー３３Ｂ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。
【００７７】
既に説明したように、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射され、第１ないし第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂにより所定の収差特性が与えられた各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、第１の折り返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂを介して所定の方向に折り返される。
【００７８】
このとき、レーザビームＬＢは、第１の折り返しミラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガラス３９Ｂを通って感光体ドラム５８ｂに案内される。これに対し、残りのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それぞれ、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃに案内され、第２の折り返しミラー３５Ｙ３５Ｍおよび３５Ｃによって、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かって反射され、さらに、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃで反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃにより、おおむね等間隔でそれぞれの感光体ドラムに結像される。この場合、第１の折り返しミラー３３Ｂで出射されたレーザビームＬＢとレーザビームＬＢに隣り合うレーザビームＬＣも、おおむね等間隔で感光体ドラム５８Ｂおよび５８Ｃのそれぞれに結像される。
【００７９】
ところで、レーザビームＬＢは、多面鏡５ａで偏向されたのち折り返しミラー３３Ｂで反射されるのみで光走査装置１から感光体ドラム５８に向かって出射される。このことから、実質的に折り返しミラー３３Ｂ１枚のみで案内されるレーザビームＬＢが確保できる。
【００８０】
このレーザビームＬＢは、光路中に複数のミラーが存在する場合に、ミラーの数に従って増大 (逓倍) される結像面での像のさまざまな収差特性の変動あるいは主走査線曲がりなどに関し、残りのレーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) を相対的に補正する際の基準光線として有益である。
【００８１】
なお、光路中に複数のミラーが存在する場合には、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢごとに利用されるミラーの枚数を奇数または偶数に揃えることが好ましい。すなわち、図５に示されるように、レーザビームＬＢに関与する偏向後光学系内のミラーの枚数は、光偏向装置５の多面鏡５ａを除いて１枚 (奇数) で、レーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関与する偏向後光学系内のミラーの枚数は、それぞれ、多面鏡５ａを除いて３枚 (奇数) である。ここで、いづれか１つのレーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関し、第２のミラー３５が省略されたと仮定すれば、第２のミラー３５が省略された光路 (ミラーの枚数は偶数) を通るレーザビームのレンズなどの傾きなどによる主走査線曲がりの方向は、他のレーザビームすなわちミラーの枚数が奇数のレンズなど傾きなどによる主走査線曲がりの方向と逆になり、所定の色を再現する際に有害な問題である色ズレを引き起こす。
【００８２】
従って、４×２本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを重ねて所定の色を再現する際には、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの光路中に配置されるミラーの枚数は、実質的に、奇数または偶数に統一される。
【００８３】
図９には、水平同期用折り返しミラーが詳細に示されている。
【００８４】
図９によれば、水平同期用折り返しミラー２５は、それぞれの合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に異なるタイミングで反射させるとともに、副走査方向には水平同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供できるよう、主走査方向および副走査方向ともに異なる角度に形成された第１ないし第４の折り返しミラー面２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃおよび２５Ｂ、及び、それぞれのミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を一体に保持するミラーブロック２５ａを有している。
【００８５】
ミラーブロック２５ａは、たとえば、ガラス入りＰＣ (ポリカーボネイト) などにより成型される。また、各ミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、所定の角度で成型されたブロック２５ａの対応する位置に、たとえば、アルミニウムなどの金属が蒸着されて形成される。
【００８６】
このようにして、光偏向装置５で偏向された各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの検出器２３の同一の検出位置に入射させることが可能となるばかりでなく、たとえば、検出器が複数個配置される際に問題となる各検出器の感度あるいは位置ずれに起因する水平同期信号のずれが除去できる。なお、水平同期検出器２３には、水平同期用折り返しミラー２５により主走査方向１ラインあたりレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢが合計４回入射され１つのビームにつき２回づつの水平同期信号が得られることはいうまでもない。また、ミラーブロック２５ａは、型のミラー面が１つにブロックから切削加工により作成可能に設計され、アンダーカットを必要とせずに、型から抜けるよう工夫されている。
【００８７】
図１０は、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃの支持機構を示す概略斜視図である。
【００８８】
図１０によれば、第３の折り返しミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、それぞれ光走査装置１の中間ベース１ａの所定の位置に、中間ベース１ａと一体的に形成された固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) 、及び、固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) に対し、対応するミラーを挟んで対向されるミラー押さえ板ばね４３ (Ｙ，ＭおよびＣ) により保持される。
【００８９】
固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、各ミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) の両端部 (主走査方向) に一対形成されている。一方の固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) には、それぞれ、ミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) を２点で保持するための２つの突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) が形成されている。なお、２つの突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、図１０に点線で示すように、リブ４６ (Ｙ，ＭおよびＣ) であってもよい。なお、残りの固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) には、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) で保持されているミラーを、ミラー面に垂直方向または光軸に沿って移動可能に支持する止めねじ４７ (Ｙ，ＭおよびＣ) が配置されている。
【００９０】
図１０に示されるように、それぞれのミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、止めねじ４７ (Ｙ，ＭおよびＣ) が所定の方向に移動されることで、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) を支点として、ミラー面に垂直方向または光軸方向に移動される。なお、この方法では、主走査方向の傾きすなわち主走査線の曲りについては補正可能であるが、合成されたレーザービームＬＹ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＢの副走査方向の間隔のずれについては、対応できない。このため、副走査方向の間隔のずれについては、図１１ないし図１２を用いて後述する水平書き出しタイミングの変更により対応する。
【００９１】
図１１は、図１に示されている画像形成装置の搬送ベルトの近傍を抜き出した概略斜視図である。既に説明したように、レジストセンタ７８および８０は、搬送ベルト５２の幅方向すなわち主走査方向Ｈに所定の間隔で配置されている。なお、レジストセンタ７８および８０相互の中心を結ぶ線 (仮想) は、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の軸線におおむね平行に規定される。レジストセンタ７８および８０の中心を結ぶ線は、好ましくは、画像形成部５０Ｂの感光体５８Ｂに、正確に平行に配置される。
【００９２】
図１２は、図１に示した画像形成装置の画像形成動作を制御する画像制御部の概略ブロック図である。
【００９３】
画像形成装置１００は、画像制御部１１０を有している。
【００９４】
画像制御部１１０は、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各色成分に対応するデータ制御部１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃおよび１１５Ｂなどの複数の制御ユニットを含んでいる。なお、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、バスライン１１２を介して相互に接続されている。
【００９５】
また、画像制御ＣＰＵ１１１は、バスライン１１２により、画像形成装置１００の機械要素、たとえば、モータあるいはローラなどの動作、および、電気的要素、たとえば、帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ，現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) あるいは転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に印加される電圧値または電流量などを制御する主制御装置１０１と接続されている。なお、主制御装置１０１には、装置１００をイニシャルするためのイニシャルデータあるいはテストパターンなどが記憶されている図示しないＲＯＭ (リード・オンリ・メモリ) 、入力された画像データあるいはレジストセンサ７８および８０の出力に応じて算出される補正データなどを一時的に記憶するＲＡＭ１０２ (ランダム・アクセス・メモリ) 、及び、後述する調整モードによって求められるさまざまな補正データを記憶する不揮発性メモリ１０３などが接続されている。
【００９６】
タイミング制御部１１３には、各色成分ごとの画像データが記憶される画像メモリ１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃおよび１１４Ｂ、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に記憶された画像データに基づいて、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に向かってレーザビームを照射するために対応する光源３ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，ＣｂおよびＢａ，Ｂｂ) を付勢するレーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、レジストセンサ７８および８０からの出力信号に基づいて、合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢにより画像を書き込むタイミングの補正量をレジストセンサ７８および８０からの信号に基づいて演算するレジスト補正演算装置１１７、レジスト補正演算装置１１７からの信号に基づいて、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および光走査装置１の光源３の各レーザ３ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，ＣｂおよびＢａ，Ｂｂ) を動作させるためのさまざまなタイミングを規定するタイミング設定装置１１８、及び、各画像形成部５０ (ＹＭ，ＣおよびＢ) ごとの固体誤差および光走査装置１内の各光路の光路長の差に起因するずれを補正する発振周波数可変回路 (ボルテージ・コントロールド・オシレータすなわち電圧制御発振回路、以下、ＶＣＯとする) １１９Ｙ，１１９Ｍ１１９Ｃおよび１１９Ｂなどが接続されている。
【００９７】
タイミング制御装置１１３は、内部に、補正データを記憶できるＲＡＭ部を含むマイクロプロセッサであって、たとえば、個々の仕様に基づいて専用ＩＣ (アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット、以下、ＡＳＩＣとする) などに集積されている。
【００９８】
データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、ラインメモリ、複数のラッチ回路およびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。
【００９９】
レジスト補正演算装置１１７は、少なくとも４組のコンパレータおよびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。
【０１００】
ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、出力される周波数が印加される電圧に応じて変化できる発振回路であって、±３％程度の周波数可変範囲を有する。この種の発振回路としては、調和発振回路、ＬＣ発振回路あるいはシミュレーテッドリアクタンス可変ＬＣ発振回路などが利用される。なお、ＶＣＯ１１９としては、出力波形をサイン波から矩形波に変換する変換器が一体に組み込まれた回路素子も知られている。
【０１０１】
なお、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) には、図示しない外部記憶装置あるいはホストコンピュータなどからの画像データが記憶される。また、光走査装置１の水平同期検出器２３の出力は、水平同期信号発生回路１２１を介して水平同期信号Ｈｓｙｎｃに変換され、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に入力される。
【０１０２】
次に、図１および図１２を参照して、画像形成装置１００の動作を説明する。
【０１０３】
まず、図示しない操作パネルあるいはホストコンピュータから画像形成開始信号が供給されることで、主制御装置１０１の制御により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) がウォームアップされるとともに、画像制御ＣＰＵ１１１の制御により光走査装置１の光偏向装置５の多面鏡５ａが所定の回転速度で回転される。
【０１０４】
続いて、主制御装置１０１の制御により、外部記憶装置あるいはホストコンピュータもしくはスキャナ (画像読取装置) からプリントすべき画像データがＲＡＭ１０２に取り込まれる。ＲＡＭ１０２に取り込まれた画像データの一部 (あるいは全部) は、画像制御部１１０の画像制御ＣＰＵ１１１の制御により、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に収納される。
【０１０５】
また、主制御装置１０１の制御により、所定のタイミング、たとえば、タイミング制御部１１３からの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃなどを基準として、送り出しローラ７２が付勢され、用紙カセット７０から１枚の用紙Ｐが取り出される。この取り出された用紙Ｐは、レジストローラ７２により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) による画像形成動作により提供されるＹ，Ｍ，ＣおよびＢの各トナー像とタイミングが整合され、吸着ローラ７４により搬送ベルト５２に密着されて、搬送ベルト５２の回転にともなって、各画像形成部５０に向かって案内される。
【０１０６】
一方、用紙Ｐの給送および搬送動作と平行してあるいは同時に、タイミング設定装置１１８により設定されたデータおよびタイミング制御部１１３の内部ＲＡＭから読み出されたレジストデータおよびクロックデータに基づいて、タイミング制御部１１３から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力される。
【０１０７】
タイミング制御部１１３により垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力されると、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が付勢され、各光源３の各レーザ３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ａおよび３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂから主走査方向の１ライン分のレーザビームが各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に照射される。
【０１０８】
この１ライン分のレーザビームに基づいて水平同期信号発生回路１２１から発生される水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力直後から各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数がカウントされ、各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数が所定値に達した時点で、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) からプリントすべき画像データが読み出される。
【０１０９】
続いて、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対し、各光源３から出射される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の強度を変化するために画像データが転送され、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、ずれのない画像が形成される。
【０１１０】
この結果、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に案内される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が、各光源３の各レーザ３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) までの間の光路の偏差あるいは各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の直径の偏差に起因する像面でのビームスポット径の変動の影響を受けることなく、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に正確に結像される。
【０１１１】
第１ないし第４の画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に結像された第１ないし第４の各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、予め所定の電位に帯電されている各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の電位を、画像データに基づいて変化させることで、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、画像データに対応する静電潜像を形成する。
【０１１２】
この静電潜像は、各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、対応する色を有するトナーにより現像され、トナー像に変換される。
【０１１３】
各トナー像は、それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転にともなって搬送ベルト５２により搬送されている用紙Ｐに向かって移動され、予め決められたタイミングにより、転写装置６４により、搬送ベルト５２上の用紙Ｐに、所定のタイミングで転写される。
【０１１４】
これにより、用紙Ｐ上で互いに正確に重なりあった４色のトナー像が用紙Ｐに形成される。なお、トナー像が用紙Ｐに転写されたあとに、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残った残存トナーは、クリーナ６６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により除去され、また、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残った残存電位は、除電ランプ６８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により除電されて、引き続く画像形成に利用される。
【０１１５】
４色のトナー像を静電的に保持した用紙Ｐは、搬送ベルト５２の回転にともなってさらに搬送され、ベルト駆動ローラ５６の曲率と用紙Ｐの直進性との差によって搬送ベルト５２から分離されて、定着装置８４へ案内される。定着装置８４へ導かれた用紙Ｐは、定着装置８４によりそれぞれのトナーが溶融されることにより、カラー画像としてのトナー像が定着されたのち、図示しない排出トレイに排出される。
【０１１６】
一方、用紙Ｐを定着装置８４に供給したあとの搬送ベルト５２はさらに回転されつつ、ベルトクリーナ８２により、表面に残った不所望なトナーが除去され、再び、カセット７０から給送される用紙Ｐの搬送に利用される。
【０１１７】
次に、ハイブリッドシリンダレンズ１１の構造及びこのハイブリッドシリンダレンズ１１の固定方法について詳細に説明する。
【０１１８】
図７に示したように、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、ハーフミラー１２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とレーザ合成ユニット１３との間に配置されている。
【０１１９】
また、このハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、図３を用いて既に説明したように、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つプラスチックのシリンダレンズ１７ (Ｙ) と、ガラスのシリンダレンズ１９ (Ｙ) と、によって形成されている。プラスチックシリンダレンズ１７ (Ｙ) は、たとえば、ＰＭＭＡ (ポリメチルメタクリル) などの材質により形成される。ガラスシリンダレンズ１９ (Ｙ) は、たとえば、ＴａＳＦ２１などの材質により形成される。ＰＭＭＡのシリンダレンズ１７ (Ｙ) は、空気と接する面がほぼ平面に形成される。また、ガラスのシリンダレンズ１９ (Ｙ) も、空気と接する面がほぼ平面に形成されている。
【０１２０】
さらに、シリンダレンズ１７ (Ｙ) は、シリンダレンズ１９ (Ｙ) の出射面、及びこの出射面に直交し、且つ副走査方向に平行な一端面の一部を包囲するとともに、シリンダレンズ１７ (Ｙ) の出射面がシリンダレンズ１９ (Ｙ) の入射面、即ちシリンドリカル面に接着により、あるいは、図示しない位置決め部材に向かって所定の方向から押圧されることにより、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) が一体に形成される。なお、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、シリンダレンズ１９ (Ｙ) の入射面に、シリンダレンズ１７ (Ｙ) が一体に成型されてもよい。
【０１２１】
また、一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、ガラスのシリンダレンズ１９が露出されている一端面の一部を、保持部材１５と一体に形成された位置決め部１５ (Ｙ) に当接することにより、有限焦点レンズ９と正確な間隔で位置決めされ、図示しない固定部材により固定される。
【０１２２】
図１３の（ａ）及び（ｂ）には、上述したハイブリッドシリンダレンズ１１がより詳細に図示されている。なお、図１３では、参照符号のみを付し、各色成分毎に配置されるハイブリッドシリンダレンズ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、すべて同一のものとする。
【０１２３】
図１３の（ａ）に示すように、ハイブリッドシリンダレンズ１１は、プラスチックレンズ１７と、ガラスレンズ１９とによって形成される。上述したように、プラスチックレンズ１７の入射面１７ａ、及びガラスレンズの出射面１９ｂは、実質的に平面であり、また、プラスチックレンズ１７の出射面１７ｂ、及びガラスレンズ１９の入射面１９ａは、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を有する凹面、及び凸面である。
【０１２４】
また、ガラスレンズ１９の出射面１９ｂ、及び一端面の一部１９ｃ及び１９ｄは、プラスチックレンズ１７に包囲されることなく露出されている。即ち、プラスチックレンズ１７が、底面部１７ｃでＬ字型にカットされたように成型され、このカット部分でガラスレンズ１９の一端面１９ｃ、及び１９ｄが露出されている。
【０１２５】
ハイブリッドシリンダレンズ１１は、例えば、プラスチックレンズ１７とガラスレンズ１９とを個別に成型した後、相互に接着することにより、一体化される。また、ハイブリッドシリンダレンズ１１は、ガラスレンズ１９の入射面にプラスチックレンズ１７が一体に成型されて形成されてもよい。
【０１２６】
この時、プラスチックレンズ１７は、例えば、成型によって加工される。プラスチックレンズ１７の入射面１７ａ及び出射面１７ｂは、型の抜き方向に対して垂直に設定され、精度良く加工することが可能である。一方、プラスチックレンズ１７の底面１７ｃなど型の抜き方向に対して平行な面は、精度良く加工することが困難であり、±１／１０ｍｍ程度の加工誤差を生じることが知られている。
【０１２７】
従って、このプラスチックレンズ１７の底面１７ｃを保持部材１５の位置決め部１５ｘに当接して、ハイブリッドシリンダレンズ１１を固定する場合、精密な位置決めができない。
【０１２８】
また、温度、及び湿度などの環境変化に対してプラスチックは、形状が変化し易いことから、光軸にずれが生じ易くなることが知られている。この場合、ハイブリッドシリンダレンズ１１の固定精度が低下し、光学特性（像面湾曲、走査線曲がり、など）が悪化される。
【０１２９】
そこで、図１３の（ｂ）に示すように、ハイブリッドシリンダレンズ１１のガラスレンズ１９が露出されている端面１９ｃ及び１９ｄを、保持部材１５に一体に形成された位置決め部１５Ｘ及び１５Ｙに当接させ、ハイブリッドシリンダレンズ１１が位置決めされる。
【０１３０】
ガラスレンズ１９は、加工誤差が小さく（±３／１００ｍｍ）、プラスチックレンズ１７に比べて環境変化に対する形状変化が微少であるため、ガラスレンズ１９の端面１９ｃ及び１９ｄを基準に位置決めすることにより、このガラスレンズ１９を含むハイブリッドシリンダレンズ１１を高い精度で位置決めすることが可能となり、また、光学系の光学特性を良好に維持することが可能となる。
【０１３１】
従って、このような光学系が適用されている光走査装置において、光ビームが安定に所定の結像位置に案内され、画像形成部で形成される画像の高画質化が可能となる。
【０１３２】
また、図１４の（ａ）及び（ｂ）には、他の形状のハイブリッドシリンダレンズが概略的に示されている。
【０１３３】
図１４の（ａ）に示すように、このハイブリッドシリンダレンズ２１１は、同様に、プラスチックレンズ２１７及びガラスレンズ２１９によって形成されている。また、ガラスレンズ２１９の出射面２１９ｂ、及び一端面２１９ｃ及び２１９ｄは、プラスチックレンズ２１７に包囲されることなく露出されている。
【０１３４】
図１４の（ａ）に示したハイブリッドシリンダレンズ２１１の場合、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃは、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃ及び２１９ｄに対応する部分のみがカットされたように成型されている。
【０１３５】
従って、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃには、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃを露出させるように、面２１７ｄ及び２１７ｅが形成されている。また、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃには、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｄを露出させるように、面２１７ｆ及び２１７ｇが形成されている。
【０１３６】
このハイブリッドシリンダレンズ２１１は、図１４の（ｂ）に示すように、保持部材１５に一体に形成された位置決め部１５Ｘ及び１５Ｙにガラスレンズ２１９が露出されている一端面２１９ｃ及び２１９ｄを当接することにより、位置決めされる。
【０１３７】
この時、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃは、位置決め部１５Ｘの上面に当接され、さらに、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃにおける面２１７ｄ及び２１７ｅが位置決め部１５Ｘの側面に当接される。また、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｄは、位置決め部１５Ｙの上面に当接され、さらに、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃにおける面２１７ｆ及び２１７ｇが位置決め部１５Ｙの側面に当接される。
【０１３８】
このため、ハイブリッドシリンダレンズ２１１は、より高い精度で位置決めすることが可能となる。
【０１３９】
上述したような構造を有するハイブリッドシリンダレンズ１１、および２１１は、図２に示した各色成分に対応するハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、及び１１Ｂの全てに適用可能であり、それぞれ高い精度で位置決めすることができる。
【０１４０】
表４には、上述したように、ガラスレンズとプラスチックレンズとが一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズの光学的数値データを示す。ここで、光学的数値データは、像面湾曲、感光体ドラム上における走査線曲がり、及び色収差の値すなわち周辺の温度変化について光学シミュレーションで求めたものである。なお、この数値データは、ＰＭＭＡによって形成されたプラスチックレンズを用いた場合のデータである。
【０１４１】
【表４】
表４は、これらの光学的数値データについて、ＰＭＭＡ部すなわちプラスチックレンズ部を保持部材１５の位置決め部１５Ｘ及び１５Ｙに接触させてハイブリッドシリンダレンズを固定した場合と、ガラスレンズ部を位置決め部に接触させてハイブリッドシリンダレンズを固定した場合とを、比較したものである。
【０１４２】
周辺温度が常温（３０℃）の場合、この発明に適用されるハイブリッドシリンダレンズのように、ガラスレンズ部を位置決め部に接触させた場合の方が、像面湾曲、及び走査線曲がりを抑制することができる。
【０１４３】
周辺温度が、例えば、０℃、及び５０℃に変化した場合でも、同様に、プラスチックレンズ部を位置決め部に接触させた場合より、像面湾曲、及び走査線曲がりを抑制することができる。
【０１４４】
また、ガラスレンズ部を位置決め部に接触させてハイブリッドシリンダレンズを固定した場合、ガラスレンズは、周辺温度、および湿度などの環境変化に対して大きな屈折率変化、及び形状変化が生じないため、０乃至５０℃の周辺温度変化に対して、像面湾曲を±０．１ｍｍ程度に抑制できる。さらに、この場合、走査線曲がりを２５ミクロン乃至４０ミクロンの範囲に抑制できる。
【０１４５】
上述したように、この発明の光走査装置に適用されるハイブリッドシリンダレンズは、ガラスレンズとプラスチックレンズによって形成され、且つ、ガラスレンズの出射面及び一端面の一部を露出する以外は、他の面がすべてプラスチックレンズによって包囲されている。このようにしてガラスレンズとプラスチックレンズとが一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズは、ガラスレンズが露出されている一端面を、保持部材の位置決め部に当接することにより位置決めされる。
【０１４６】
従って、高い精度でハイブリッドシリンダレンズを位置決めできる。また、ガラスレンズは、プラスチックレンズと比較して周辺温度、及び湿度等の環境変化に対して、大きな屈折率変化、及び形状変化を生じないため、像面湾曲、及び走査線曲がりなどの光学特性が良好な光学系を提供できる。
【０１４７】
このため、この発明の光走査装置を利用した画像形成装置において、周辺の環境が変化しても、光走査装置からマルチビーム、即ち各色成分に対応する光ビームを安定に供給することが可能であり、画像形成部によって形成される画像を高画質化することが可能である。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、温度及び湿度などの環境変化に対しても安定に光ビームを供給できる光走査装置が提供できる。また、この光走査装置を利用することにより、高画質化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例であるマルチビーム光走査装置が利用される画像形成装置の概略断面図。
【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる光走査装置の光学部材の配置を示す概略平面図。
【図３】図２に示した光走査装置を第１の光源と光偏向装置との間の系の光軸に沿って切断した部分断面図。
【図４】図２に示した光走査装置の副走査方向部分断面であって、光偏向装置に向かう第１ないし第４のレーザビームの状態を示す概略図。
【図５】図２に示した光走査装置を光偏向装置の偏向角が０°の位置で切断した概略断面図。
【図６】図５に示した光偏向装置の偏向角が０°の位置で切断した光走査装置のミラーなどを取り除いた光路展開図。
【図７】図２に示した光走査装置の偏向前光学系の各光学部材が配置される状態を示す概略平面図。
【図８】図２に示した光走査装置のレーザ合成ミラーユニットを示す平面図および側面図。
【図９】図２に示した光走査装置の水平同期検出用折り返しミラーの概略斜視図。
【図１０】図２に示した光走査装置の出射ミラーの調整機構を示す概略斜視図。
【図１１】図１に示した画像形成装置におけるレジスト補正の原理を示す概略図。
【図１２】図１に示した画像形成装置の画像制御部のブロック図。
【図１３】この発明の光走査装置に備えられるシリンダレンズの一例を示す概略斜視図。
【図１４】この発明の光走査装置に備えられるシリンダレンズの他の例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１…マルチビーム光走査装置、 １ａ…中間ベース、
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ…光源 (第１の光学手段) 、
３Ｙａ…イエロー第１レーザ、 ３Ｙｂ…イエロー第２レーザ、
３Ｍａ…マゼンタ第１レーザ、 ３Ｍｂ…マゼンタ第２レーザ、
３Ｃａ…シアン第１レーザ、 ３Ｃｂ…シアン第２レーザ、
３Ｂａ…黒第１レーザ、 ３Ｂｂ…黒第２レーザ、
５ …光偏向装置、 ５ａ…多面鏡本体、
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃおよび７Ｂ…偏向前光学系 (第１の光学手段) 、
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃおよび９Ｂ…有限焦点レンズ (第１の光学手段) 、
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび１１Ｂ…ハイブリッドシリンダレンズ、
１３…レーザ合成ミラーユニット、 １３Ｍ…マゼンタ反射面、
１３Ｙ…シアン反射面、 １３Ｂ…黒反射面、
１３α…ベース、 １５…保持部材、
１５Ｘ及びＹ…位置決め部
１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃおよび１７Ｂ…プラスチックシリンダレンズ、
１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃおよび１９Ｂ…ガラスシリンダレンズ、
２３…水平同期検出器、 ２５…水平同期用折り返しミラー
３０…偏向後光学系 (第２の光学手段) 、
３０ａ…第１の結像レンズ、 ３０ｂ…第２の結像レンズ、
３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂ…第１の折り返しミラー、
３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃ…第２の折り返しミラー、
３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ…第３の折り返しミラー、
３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂ…防塵ガラス、
４１Ｙ，４１Ｍおよび４１Ｃ…固定部、
４３Ｙ，４３Ｍおよび４３Ｃ…ミラー押さえ板ばね、
４５Ｙ，４５Ｍおよび４５Ｃ…突起、
４７Ｙ，４７Ｍおよび４７Ｃ…止めねじ、
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂ…画像形成部、
５２…搬送ベルト、 ５４…ベルト駆動ローラ、
５６…テンションローラ、
５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂ…感光体ドラム、
６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ…帯電装置、
６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ…現像装置、
６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ…転写装置、
６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ…クリーナ、
６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂ…除電装置、
７０…用紙カセット、 ７２…送り出しローラ、
７４…レジストローラ、 ７６…吸着ローラ、
７８…レジストセンサ、 ８０…レジストセンサ、
８２…搬送ベルトクリーナ、 ８４…定着装置、
１００…画像形成装置、 １０１…主制御装置、
１０２…ＲＡＭ、 １０３…不揮発性メモリ、
１１０…画像制御部、 １１１…画像制御ＣＰＵ、
１１２…バスライン、 １１３…タイミング制御部、
１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃおよび１１４…画像メモリ、
１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃおよび１１５…データ制御部、
１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃおよび１１６…レーザ駆動部、
１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃおよび１１７…レジスト補正演算装置、
１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃおよび１１８…タイミング設定装置、
１１９Ｙ，１１９Ｍ，１１９Ｃおよび１１９…発振周波数可変回路、
１２１…水平同期信号発生回路、
２１１…ハイブリッドシリンダレンズ
２１７…プラスチックシリンダレンズ
２１９…ガラスシリンダレンズ Ｐ…用紙。
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数ドラム方式カラープリンタ、複数ドラム方式カラー複写機、高速レーザプリンタあるいはデジタル複写機などに利用可能な、複数のビームを走査するマルチビーム光走査装置ならびにこのマルチビーム光走査装置が利用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、複数ドラム方式カラープリンタあるいは複数ドラム方式カラー複写機などの画像形成装置では、色分解された色成分に対応する複数の画像形成部、及び、この画像形成部に、色成分に対応する画像データすなわち複数のレーザビームを提供する光走査装置 (レーザ露光装置) が利用される。
【０００３】
この種の画像形成装置では、各画像形成部のそれぞれに対応して複数の光走査装置が配置される例と、複数のレーザビームを提供可能に形成されたマルチビーム光走査装置が配置される例とが知られている。
【０００４】
一般に、光走査装置は、光源としての半導体レーザ素子、レーザ素子から出射されたレーザビームのビーム径を所定の大きさに絞り込む第１のレンズ群、第１のレンズ群により絞り込まれたレーザビームを記録媒体が搬送される方向と直交する方向に連続的に反射する光偏向装置、光偏向装置により偏向されたレーザビームを記録媒体の所定の位置に結像させる第２のレンズ群などを有している。なお、多くの場合、光偏向装置によりレーザビームが偏向される方向が主走査方向ならびに記録媒体が搬送される方向すなわち主走査方向と直交する方向が副走査方向と示される。
【０００５】
ところで、光偏向装置によって偏向されたレーザビームを記録媒体に結像させる偏向後光学系において、プラスチック、例えばＰＭＭＡによって形成された結像レンズが利用されている。このＰＭＭＡは、周辺温度が、例えば０℃から５０℃の間で変化した場合に、屈折率ｎが１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知られている。このような屈折率変化により、ＰＭＭＡによって形成された結像レンズを通過したレーザビームは、±１２ｍｍ程度変動した結像面、即ち副走査方向における結像位置に集光される。
【０００６】
このような問題を解決するために、偏向前光学系に、偏向後光学系に利用されるレンズの材質と同一の材質のレンズを曲率が最適化された状態で組み込むことにより、温度変化による屈折率変化ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を±０．５ｍｍ程度に抑えることができる。即ち、偏向前光学系がガラスレンズで、偏向後光学系がプラスチックレンズで構成される光学系に比較して、偏向前光学系にプラスチックレンズを組み込んだ光学系は、偏向後光学系のレンズの温度変化による屈折率変化に起因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、偏向前光学系には、プラスチックレンズが組み込まれ、特に、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームに対して副走査方向に集束性を与えるために配置されたハイブリッドシリンダレンズには、プラスチックレンズが組み込まれている。
【０００８】
一般に、ハイブリッドシリンダレンズは、ガラス製の球面レンズ、及びこのガラスレンズに貼合わせられたプラスチック製の非球面レンズにより形成されている。
【０００９】
しかしながら、プラスチックレンズをガラスレンズに貼合わせる際の位置決めが困難である。また、周辺部分の環境変化、例えば湿度の変化に対して、ガラスとプラスチックとでは吸湿特性が異なるため、貼付けたプラスチックレンズが位置ずれを起こす、或は剥がれ落ちる可能性がある。このため、レーザビームの結像位置にずれが生じ、画像形成部で形成される画像の画質が劣化する問題が生ずる。
【００１０】
この発明の目的は、高画質化が可能となるマルチビーム光走査装置並びにこの光走査装置を適用した画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上記目的を達成するために、
複数の色成分にそれぞれ対応する複数の光源と、
前記複数の光源からそれぞれ出射された光ビームに対して所定の光学特性を与える第１光学部材と、前記第１光学部材によって光学特性が与えられた複数の光ビームをそれぞれ第１の方向に集束させる第２光学部材と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第２光学部材によって集束された複数の光ビームを所定の方向に偏向する１つの偏向手段と、を含む第１光学手段と、
前記偏向手段により偏向された複数の光ビームを、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の像面に等速で走査するように結像し、前記偏向手段の面倒れを補正する機能を有する第３光学部材を含む第２光学手段と、
少なくとも前記第１光学手段を収容するとともに位置決め部を有した収容手段と、を備え、
前記第２光学部材は、シリンドリカル形状の入射面、実質的に平坦な出射面、及びこの出射面に直交する少なくとも１つの平面を有するガラスによって形成された第１レンズと、前記第１レンズの平面の一部、及び出射面を露出させるように、前記第１レンズとは異なる材質により前記第１レンズに一体に形成された第２レンズとを含み、前記第２光学部材は、前記第１レンズが露出されている平面の一部を前記収容手段の位置決め部の上面に当接するとともに前記第１レンズを露出する前記第２レンズの光軸に平行な面を前記収容手段の位置決め部に当接することで、位置決めされることを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００２０】
またさらに、この発明によれば、
第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能な結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置が提供される。
【００２１】
さらにまた、この発明によれば、
第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能であると共に、前記第３レンズと同一の材質によって形成された結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置が提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の光走査装置、並びにこの光走査装置を利用した画像形成装置の一実施例について詳細に説明する。
【００２３】
図１には、この発明の実施の形態であるマルチビーム光走査装置が利用される転写型カラー画像形成装置が示されている。なお、この種のカラー画像形成装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラック (黒) の各色成分ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成する、さまざまな装置が４組利用されることから、各参照符号に、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別する。
【００２４】
図１に示されるように、画像形成装置１００は、色分解された色成分すなわちＹ＝イエロー，Ｍ＝マゼンタ，Ｃ＝シアンおよびＢ＝ブラックごとに画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂを有している。
【００２５】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、図２を用いて後述するマルチビーム光走査装置１の第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂを介して各色成分画像に対応するレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が出射される位置に対応して、光走査装置１の下方に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの順で直列に配置されている。
【００２６】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の下方には、各画像形成部５０ (ＹＭ，ＣおよびＢ) により形成された画像を搬送する搬送ベルト５２が配置されている。
【００２７】
搬送ベルト５２は、図示しないモータにより矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６およびテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ローラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。
【００２８】
各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、円筒ドラム状で、矢印の方向に回転可能に形成され、画像に対応する静電潜像が形成される感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂを有している。
【００２９】
それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の周囲には、感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に所定の電位を提供する帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ、感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に形成された静電潜像に対応する色が与えられているトナーを供給することで現像する現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ、搬送ベルト５２を感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に介在させた状態で感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対向され、搬送ベルト５２または搬送ベルト５２を介して搬送される記録媒体すなわち記録用紙Ｐに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のトナー像を転写する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上に残った残存トナーを除去するクリーナ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ、及び、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してトナー像が転写されたあとの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 上に残った残存電位を除去する除電装置６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂが、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転方向に沿って順に配置されている。
【００３０】
なお、光走査装置１の各ミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより案内される感光体ドラム５８上で副走査方向に２つのビームとなる、２本のビームを合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、各帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) との間に照射される。
【００３１】
搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像が転写されるための記録媒体すなわち用紙Ｐを収容する用紙カセット７０が配置されている。
【００３２】
用紙カセット７０の一端であって、テンションローラ５４に近接する側には、おおむね半月状に形成され、用紙カセット７０に収容されている用紙Ｐを、最上部から１枚ずつ取り出す送り出しローラ７２が配置されている。送り出しローラ７２とテンションローラ５４との間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙Ｐの先端と画像形成部５０Ｂ (黒) の感光体ドラム５８Ｂに形成されたトナー像の先端とを整合させるためのレジストローラ７４が配置されている。
【００３３】
レジストローラ７４と第１の画像形成部５０Ｙとの間であって、テンションローラ５４の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでテンションローラ５４の外周上には、レジストローラ７２を介して所定のタイミングで搬送される１枚の用紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供する吸着ローラ７６が配置されている。なお、吸着ローラ７６の軸線とテンションローラ５４は、平行に配置される。
【００３４】
搬送ベルト５２の一端であって、ベルト駆動ローラ５６の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟んでベルト駆動ローラ５６の外周上には、搬送ベルト５２あるいは搬送ベルト５２により搬送される用紙Ｐ上に形成された画像の位置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配置されている (図１は、正面断面図であるから、後方のセンサ８０のみが示されている) 。
【００３５】
ベルト駆動ローラ５６の外周に対応する搬送ベルト５２上には、搬送ベルト５２上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去する搬送ベルトクリーナ８２が配置されている。
【００３６】
搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐがテンションローラ５６から離脱されてさらに搬送される方向には、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着装置８４が配置されている。
【００３７】
図２には、図１に示したカラー画像形成装置に利用されるマルチビーム光走査装置が示されている。なお、図１に示したカラー画像形成装置では、通常、Ｙすなわちイエロー、Ｍすなわちマゼンタ、ＣすなわちシアンおよびＢすなわちブラック (黒) の各色成分ごとに色分解された４種類の画像データと、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画像を形成するさまざまな装置が４組利用されることから、同様に、各参照符号にＹ，Ｍ，ＣおよびＢを付加することで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装置を識別する。
【００３８】
図２に示されるように、マルチビーム光走査装置１は、光源としてのレーザ素子から出射されたレーザビームを、所定の位置に配置された像面すなわち図１に示した第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂのそれぞれの所定の位置に向かって所定の線速度で偏向する偏向手段としてのただ１つの光偏向装置５を有している。なお、以下、光偏向装置５によりレーザビームが偏向される方向を主走査方向と示す。
【００３９】
光偏向装置５は、複数、たとえば、８面の平面反射鏡 (面) が正多角形状に配置された多面鏡本体５ａと、多面鏡本体５ａを、主走査方向に所定の速度で回転させる図示しないモータとを有している。多面鏡本体５ａは、たとえば、アルミニウムにより形成される。また、多面鏡５ａの各反射面は、多面鏡本体５ａが回転される方向を含む面すなわち主走査方向と直交する面、すなわち、副走査方向に沿って切り出されたのち、切断面に、たとえば、Ｓi Ｏ2 などの表面保護層が蒸着されることで提供される。
【００４０】
光偏向装置５と像面との間には、光偏向装置５の反射面により所定の方向に偏向されたレーザビームに所定の光学特性を与える第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂからなる２枚組みの偏向後光学系３０、偏向後光学系３０の第２の結像レンズ３０ｂから出射されたそれぞれの合成されたレーザビームＬ (ＹＭ，ＣおよびＢ) の個々のビームが、画像が書き込まれる領域より前の所定の位置に到達したことを検知するためのただ１つの水平同期検出器２３、及び、偏向後光学系３０と水平同期検出器２３との間に配置され、偏向後光学系３０内の後述する少なくとも一枚のレンズを通過された４×２本の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を、水平同期検出器２３に向かって主・副走査方向共異なる方向へ反射させるただ１組の水平同期用折り返しミラー２５などが配置されている。
【００４１】
次に、光源としてのレーザ素子と光偏向装置５との間の偏向前光学系について詳細に説明する。
【００４２】
光走査装置１は、Ｎｉ (ｉは正の整数) を満たす第１および第２の２つ (Ｎ1 ＝Ｎ2 ＝Ｎ3 ＝Ｎ4 ＝２) のレーザ素子を含み、色成分に色分解された画像データに対応するレーザビームを発生する第１ないし第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ (Ｍ，Ｍは正の整数で、ここでは４) を有している。
【００４３】
第１ないし第４の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂは、それぞれ、Ｙすなわちイエロー画像に対応するレーザビームを出射するイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂ、Ｍすなわちマゼンタ画像に対応するレーザビームを出射するマゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、Ｃすなわちシアン画像に対応するレーザビームを出射するシアン第１レーザ３Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂ、ならびに、Ｂすなわちブラック (黒) 画像に対応するレーザビームを出射する黒第１レーザ３Ｂａおよび黒第２レーザ３Ｂｂを有している。なお、それぞれのレーザ素子からは、互いに対をなす第１ないし第４のレーザビームＬＹａおよびＬＹｂ，ＬＭａおよびＬＭｂ，ＬＣａおよびＬＣｂ、ならびに、ＬＢａおよびＬＢｂが出射される。
【００４４】
それぞれのレーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａならびに３Ｂａと光偏向装置５との間には、それぞれの光源３Ｙａ，３Ｍａ，３Ｃａならびに３ＢａからのレーザビームＬＹａ，ＬＭａ，ＬＣａならびにＬＢａの断面ビームスポット形状を所定の形状に整える４組みの偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置されている。
【００４５】
ここで、イエロー第１レーザ３Ｙａから光偏向装置５に向かうレーザビームＬＹａを代表させて、偏向前光学系７ (Ｙ) について説明する。
【００４６】
イエロー第１レーザ３Ｙａから出射された発散性のレーザビームは、有限焦点レンズ９Ｙａにより所定の収束性が与えられたのち、絞り１０Ｙａにより、断面ビーム形状が所定の形状に整えられる。絞り１０Ｙａを通過されたレーザビームＬＹａは、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙを介して、副走査方向に対してのみ、さらに、所定の収束性が与えられて、光偏向装置５に案内される。
【００４７】
有限焦点レンズ９Ｙａとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙとの間には、ハーフミラー１２Ｙが、有限焦点レンズ９Ｙａとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙとの間の光軸に対して所定の角度で挿入されている。
【００４８】
ハーフミラー１２Ｙにおいて、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａが入射される面と反対の面には、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに対して副走査方向に所定のビーム間隔を提供可能に配置されたイエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹｂが、イエロー第１レーザ３ＹａからのレーザビームＬＹａに対して副走査方向に所定のビーム間隔で入射される。なお、イエロー第２レーザ３Ｙｂとハーフミラー１２Ｙとの間には、イエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹｂに所定の収束性を与える有限焦点レンズ９Ｙｂおよび絞り１０Ｙｂが配置されている。
【００４９】
ハーフミラー１２Ｙを介して副走査方向に所定のビーム間隔を有する実質的に１本のレーザビームにまとめられたそれぞれのレーザビームＬＹａおよびＬＹｂは、図８を用いて後述するレーザ合成ミラーユニット１３を通過され、光偏向装置５に案内される。
【００５０】
以下、同様に、Ｍすなわちマゼンタに関連して、マゼンタ第１レーザ３Ｍａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｍａ、絞り１０Ｍａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｍ、ハーフミラー１２Ｍ、マゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、有限焦点レンズ９Ｍｂおよび絞り１０Ｍｂ、Ｃすなわちシアンに関連して、シアン第１レーザ３Ｃａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｃａ、絞り１０Ｃａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｃ、ハーフミラー１２Ｃ、シアン第２レーザ３Ｃｂ、有限焦点レンズ９Ｃｂおよび絞り１０Ｃｂ、ならびに、Ｂすなわち黒に関連して、黒第１レーザ３Ｂａとレーザ合成ミラーユニット１３との間には、有限焦点レンズ９Ｂａ、絞り１０Ｂａ、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｂ、ハーフミラー１２Ｂ、黒第２レーザ３Ｂｂ、有限焦点レンズ９Ｂｂおよび絞り１０Ｂｂが、それぞれ、所定の位置に配置されている。なお、それぞれの光源３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、および、レーザ合成ミラーユニット１３は、たとえば、アルミニウム合金などによって形成された保持部材１５により、一体的に保持されている。
【００５１】
有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ａおよび９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂには、それぞれ、非球面ガラスレンズもしくは球面ガラスレンズに図示しないＵＶ硬化プラスチック非球面レンズを貼り合わせた単レンズが利用される。
【００５２】
図３は、偏向前光学系７のハーフミラー１２と光偏向装置５の反射面との間の光路に関し、折り返しミラーなどを省略した状態で副走査方向から見た部分断面図である。なお、図３では、１つのレーザビームＬＹ (ＬＹａ) に対する光学部品のみが代表して示されている。
【００５３】
ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つＰＭＭＡ( ポリメチルメタクリル) 等のプラスチック製のシリンダレンズ１７ (Ｙ) とガラス製のシリンダレンズ１９ (Ｙ) とによって形成されている。
【００５４】
以下、表１乃至表３に、偏向前光学系７の光学的数値データを示す。
【００５５】
【表１】
【表２】
【表３】
【００５８】
図４には、図３および表１乃至表３に示した偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれを、光偏向装置５の反射面の回転軸に直交する方向（副走査方向）のそれぞれのレーザ合成ミラーの反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃから光偏向装置５に向かうレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣが示されている。（ＬＹはＬＹａとＬＹｂ、ＬＭはＬＭａとＬＭｂ、ＬＣはＬＣａとＬＣｂから成っている）
図４から明らかなように、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏向装置５の反射面の回転軸と平行な方向に、相互に異なる間隔で、光偏向装置５に案内される。また、レーザビームＬＭおよびＬＣは、光偏向装置５の反射面の回転軸と直交するとともに反射面の副走査方向の中心を含む面、すなわち、光走査装置１の系の光軸を含む面を挟んで非対称に、光偏向装置５の各反射面に案内される。なお、光偏向装置５の各反射面上でのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ相互の間隔は、ＬＹ−ＬＭ間で３．２０ｍｍ、ＬＭ−ＬＣ間で２．７０ｍｍ、及び、ＬＣ−ＬＢ間で２．３０ｍｍである。
【００５９】
図５には、光走査装置１の光偏向装置５から各感光体ドラム５８すなわち像面までの間に配置される光学部材に関し、光偏向装置５の偏向角が０°の位置で副走査方向から見た状態が示されている。
【００６０】
図５に示されるように、偏向後光学系３０の第２の結像レンズ３０ｂと像面との間には、レンズ３０ｂを通過された４×２本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を像面に向かって折り曲げる第１の折り返しミラー３３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、第１の折り返しミラー３３Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃにより折り曲げられたレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣを、さらに折り返す第２および第３の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。なお、図５から明らかなように、Ｂ (ブラック) 画像に対応するレーザビームＬＢは、第１の折り返しミラー３３Ｂにより折り返されたのち他のミラーを経由せずに、像面に案内される。
【００６１】
第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂ、第１の折り返しミラー３３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、及び、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃは、それぞれ、光走査装置１の中間ベース１ａに、たとえば、一体成型により形成された図示しない複数の固定部材に、接着などにより固定される。
【００６２】
また、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、図１０を用いて後述する固定用リブと傾き調整機構を介して、ミラー面と垂直方向に関連した少なくとも１方向に関し、移動可能に配置される。
【００６３】
第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂと像面との間であって、それぞれのミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃを介して反射された４×２＝８本のレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が光走査装置１から出射される位置には、さらに、光走査装置１内部を防塵するための防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置されている。
【００６４】
次に、偏向前光学系７と偏向後光学系３０との間の光学特性について詳細に説明する。
【００６５】
偏向後光学系３０すなわち２枚組みの第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂは、プラスチック、たとえば、ＰＭＭＡにより形成されることから、周辺温度が、たとえば、０°Ｃから５０°Ｃの間で変化することで、屈折率ｎが、１．４８７６から１．４７８９まで変化することが知られている。この場合、第１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂを通過されたレーザビームが実際に集光される結像面、すなわち、副走査方向における結像位置は、±１２ｍｍ程度変動してしまう。
【００６６】
このことから、図３に示した偏向前光学系７に、偏向後光学系３０に利用されるレンズの材質と同一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態で組み込むことで、温度変化による屈折率ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を、±０．５ミリメートル (以下、 [ｍｍ] と示す) 程度に抑えることができる。すなわち、偏向前光学系７がガラスレンズで、偏向後光学系３０がプラスチックレンズにより構成される従来の光学系に比較して、偏向後光学系３０のレンズの温度変化による屈折率の変化に起因して発生する副走査方向の色収差が補正できる。
【００６７】
図６には、図５に示した光偏向装置５と像面との間を通過する第１ないし第４の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と光走査装置１の副走査方向の系の光軸との関係を示す光路図である。
【００６８】
図６に示されるように、光偏向装置５の反射面で反射された第１ないし第４の合成されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、第１の結像レンズ３０ａと第２の結像レンズ３０ｂとの間で、副走査方向に関し、系の光軸と交差して、像面に案内される。
【００６９】
図７には、図２に示した偏向前光学系に利用されるレーザ素子の配列が詳細に示されている。
【００７０】
図２を用いて既に説明したように、第１ないし第４の光源３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、２個一組のイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂ、マゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマゼンタ第２レーザ３Ｍｂ、シアン第１レーザ３Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂ、ならびに、黒第１レーザ３Ｂａおよび黒第２レーザ３Ｂｂを有している。なお、対をなすそれぞれのレーザは、副走査方向に関し、後述する像面でのビーム間隔に対応される所定の間隔だけ距離をおいて配置されている。また、それぞれの対すなわち色成分に対応する組みは、図８に示すレーザ合成ミラーブロック１３のそれぞれの反射領域に対応してあらかじめ規定される副走査方向距離で、副走査方向から見た状態で、４層に配置されている。
【００７１】
図８には、第１ないし第４の合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの束のレーザビームとして光偏向装置５の各反射面に案内すレーザ合成ミラーユニット１３が示されている。
【００７２】
レーザ合成ミラーユニット１３は、画像形成可能な色成分の数 (色分解された色の数) よりも「１」だけ少ない数だけ配置される第１ないし第３のミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂと、それぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂを保持する第１ないし第３のミラー保持部１３α，１３βおよび１３γならびにそれぞれの保持部１３α，１３βおよび１３γを支持するベース１３ａにより構成される。なお、ベース１３ａならびにそれぞれの保持部１３α，１３βおよび１３γは、熱膨脹率が小さい、たとえば、アルミニウム合金などにより一体的に形成されている。
【００７３】
このとき、光源３Ｙすなわちイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹは、すでに説明したように、光偏向装置５の各反射面に直接案内される。この場合、レーザビームＬＹは、光走査装置１の系の光軸よりもベース１３ａ側すなわち第１の保持部１３αに固定されるミラー１３Ｍとベース１３ａとの間を通過される。
【００７４】
ここで、合成ミラー１３のそれぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂにより反射されて光偏向装置５に案内される各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢならびに光偏向装置５に直接案内されるレーザビームＬＹの強度 (光量) について考察する。
【００７５】
図８に示されているレーザ合成ミラーユニット１３によれば、それぞれのレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏向装置５の各反射面に入射する前段の各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢが副走査方向に分離している領域で、通常のミラー (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) によって折り返される。従って、各反射面 (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) で反射されたのち多面鏡本体５ａに向けて供給される各レーザビームＬ (Ｍ，ＣおよびＢ) の光量は、有限焦点レンズ９からの出射光量のおおむね９０％以上に維持できる。各レーザ素子の出力を低減できるばかりでなく、傾いた平行平板による収差が発生しないため、像面に到達される光の収差を均一に補正できる。これにより、それぞれのレーザビームを小さく絞ることが可能となり、結果として、高精細化への対応を可能とする。なお、Ｙ (イエロー) に対応するレーザ素子３Ｙは、合成ミラー１３のいづれのミラーにも関与されることなく、直接、光偏向装置５の各反射面に案内されることから、レーザの出力容量が低減できるばかりでなく、 (合成ミラーにより反射される他のレーザビームに生じる虞れのある) ミラー (１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ) で反射されることによる各反射面への入射角の誤差が除去される。
【００７６】
次に、図２および図５を参照して、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と偏向後光学系３０を通って光走査装置１の外部へ出射される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの傾きと折り返しミラー３３Ｂ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。
【００７７】
既に説明したように、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射され、第１ないし第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂにより所定の収差特性が与えられた各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、第１の折り返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂを介して所定の方向に折り返される。
【００７８】
このとき、レーザビームＬＢは、第１の折り返しミラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガラス３９Ｂを通って感光体ドラム５８ｂに案内される。これに対し、残りのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それぞれ、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃに案内され、第２の折り返しミラー３５Ｙ３５Ｍおよび３５Ｃによって、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かって反射され、さらに、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃで反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃにより、おおむね等間隔でそれぞれの感光体ドラムに結像される。この場合、第１の折り返しミラー３３Ｂで出射されたレーザビームＬＢとレーザビームＬＢに隣り合うレーザビームＬＣも、おおむね等間隔で感光体ドラム５８Ｂおよび５８Ｃのそれぞれに結像される。
【００７９】
ところで、レーザビームＬＢは、多面鏡５ａで偏向されたのち折り返しミラー３３Ｂで反射されるのみで光走査装置１から感光体ドラム５８に向かって出射される。このことから、実質的に折り返しミラー３３Ｂ１枚のみで案内されるレーザビームＬＢが確保できる。
【００８０】
このレーザビームＬＢは、光路中に複数のミラーが存在する場合に、ミラーの数に従って増大 (逓倍) される結像面での像のさまざまな収差特性の変動あるいは主走査線曲がりなどに関し、残りのレーザビームＬ (Ｙ，ＭおよびＣ) を相対的に補正する際の基準光線として有益である。
【００８１】
なお、光路中に複数のミラーが存在する場合には、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢごとに利用されるミラーの枚数を奇数または偶数に揃えることが好ましい。すなわち、図５に示されるように、レーザビームＬＢに関与する偏向後光学系内のミラーの枚数は、光偏向装置５の多面鏡５ａを除いて１枚 (奇数) で、レーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関与する偏向後光学系内のミラーの枚数は、それぞれ、多面鏡５ａを除いて３枚 (奇数) である。ここで、いづれか１つのレーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関し、第２のミラー３５が省略されたと仮定すれば、第２のミラー３５が省略された光路 (ミラーの枚数は偶数) を通るレーザビームのレンズなどの傾きなどによる主走査線曲がりの方向は、他のレーザビームすなわちミラーの枚数が奇数のレンズなど傾きなどによる主走査線曲がりの方向と逆になり、所定の色を再現する際に有害な問題である色ズレを引き起こす。
【００８２】
従って、４×２本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを重ねて所定の色を再現する際には、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの光路中に配置されるミラーの枚数は、実質的に、奇数または偶数に統一される。
【００８３】
図９には、水平同期用折り返しミラーが詳細に示されている。
【００８４】
図９によれば、水平同期用折り返しミラー２５は、それぞれの合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に異なるタイミングで反射させるとともに、副走査方向には水平同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供できるよう、主走査方向および副走査方向ともに異なる角度に形成された第１ないし第４の折り返しミラー面２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃおよび２５Ｂ、及び、それぞれのミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を一体に保持するミラーブロック２５ａを有している。
【００８５】
ミラーブロック２５ａは、たとえば、ガラス入りＰＣ (ポリカーボネイト) などにより成型される。また、各ミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、所定の角度で成型されたブロック２５ａの対応する位置に、たとえば、アルミニウムなどの金属が蒸着されて形成される。
【００８６】
このようにして、光偏向装置５で偏向された各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの検出器２３の同一の検出位置に入射させることが可能となるばかりでなく、たとえば、検出器が複数個配置される際に問題となる各検出器の感度あるいは位置ずれに起因する水平同期信号のずれが除去できる。なお、水平同期検出器２３には、水平同期用折り返しミラー２５により主走査方向１ラインあたりレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢが合計４回入射され１つのビームにつき２回づつの水平同期信号が得られることはいうまでもない。また、ミラーブロック２５ａは、型のミラー面が１つにブロックから切削加工により作成可能に設計され、アンダーカットを必要とせずに、型から抜けるよう工夫されている。
【００８７】
図１０は、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃの支持機構を示す概略斜視図である。
【００８８】
図１０によれば、第３の折り返しミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、それぞれ光走査装置１の中間ベース１ａの所定の位置に、中間ベース１ａと一体的に形成された固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) 、及び、固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) に対し、対応するミラーを挟んで対向されるミラー押さえ板ばね４３ (Ｙ，ＭおよびＣ) により保持される。
【００８９】
固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、各ミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) の両端部 (主走査方向) に一対形成されている。一方の固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) には、それぞれ、ミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) を２点で保持するための２つの突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) が形成されている。なお、２つの突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、図１０に点線で示すように、リブ４６ (Ｙ，ＭおよびＣ) であってもよい。なお、残りの固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) には、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) で保持されているミラーを、ミラー面に垂直方向または光軸に沿って移動可能に支持する止めねじ４７ (Ｙ，ＭおよびＣ) が配置されている。
【００９０】
図１０に示されるように、それぞれのミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、止めねじ４７ (Ｙ，ＭおよびＣ) が所定の方向に移動されることで、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) を支点として、ミラー面に垂直方向または光軸方向に移動される。なお、この方法では、主走査方向の傾きすなわち主走査線の曲りについては補正可能であるが、合成されたレーザービームＬＹ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＢの副走査方向の間隔のずれについては、対応できない。このため、副走査方向の間隔のずれについては、図１１ないし図１２を用いて後述する水平書き出しタイミングの変更により対応する。
【００９１】
図１１は、図１に示されている画像形成装置の搬送ベルトの近傍を抜き出した概略斜視図である。既に説明したように、レジストセンタ７８および８０は、搬送ベルト５２の幅方向すなわち主走査方向Ｈに所定の間隔で配置されている。なお、レジストセンタ７８および８０相互の中心を結ぶ線 (仮想) は、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の軸線におおむね平行に規定される。レジストセンタ７８および８０の中心を結ぶ線は、好ましくは、画像形成部５０Ｂの感光体５８Ｂに、正確に平行に配置される。
【００９２】
図１２は、図１に示した画像形成装置の画像形成動作を制御する画像制御部の概略ブロック図である。
【００９３】
画像形成装置１００は、画像制御部１１０を有している。
【００９４】
画像制御部１１０は、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各色成分に対応するデータ制御部１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃおよび１１５Ｂなどの複数の制御ユニットを含んでいる。なお、画像制御ＣＰＵ１１１、タイミング制御部１１３および各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、バスライン１１２を介して相互に接続されている。
【００９５】
また、画像制御ＣＰＵ１１１は、バスライン１１２により、画像形成装置１００の機械要素、たとえば、モータあるいはローラなどの動作、および、電気的要素、たとえば、帯電装置６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ，現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) あるいは転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に印加される電圧値または電流量などを制御する主制御装置１０１と接続されている。なお、主制御装置１０１には、装置１００をイニシャルするためのイニシャルデータあるいはテストパターンなどが記憶されている図示しないＲＯＭ (リード・オンリ・メモリ) 、入力された画像データあるいはレジストセンサ７８および８０の出力に応じて算出される補正データなどを一時的に記憶するＲＡＭ１０２ (ランダム・アクセス・メモリ) 、及び、後述する調整モードによって求められるさまざまな補正データを記憶する不揮発性メモリ１０３などが接続されている。
【００９６】
タイミング制御部１１３には、各色成分ごとの画像データが記憶される画像メモリ１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃおよび１１４Ｂ、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に記憶された画像データに基づいて、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に向かってレーザビームを照射するために対応する光源３ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，ＣｂおよびＢａ，Ｂｂ) を付勢するレーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、レジストセンサ７８および８０からの出力信号に基づいて、合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢにより画像を書き込むタイミングの補正量をレジストセンサ７８および８０からの信号に基づいて演算するレジスト補正演算装置１１７、レジスト補正演算装置１１７からの信号に基づいて、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) および光走査装置１の光源３の各レーザ３ (Ｙａ，Ｙｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｃａ，ＣｂおよびＢａ，Ｂｂ) を動作させるためのさまざまなタイミングを規定するタイミング設定装置１１８、及び、各画像形成部５０ (ＹＭ，ＣおよびＢ) ごとの固体誤差および光走査装置１内の各光路の光路長の差に起因するずれを補正する発振周波数可変回路 (ボルテージ・コントロールド・オシレータすなわち電圧制御発振回路、以下、ＶＣＯとする) １１９Ｙ，１１９Ｍ１１９Ｃおよび１１９Ｂなどが接続されている。
【００９７】
タイミング制御装置１１３は、内部に、補正データを記憶できるＲＡＭ部を含むマイクロプロセッサであって、たとえば、個々の仕様に基づいて専用ＩＣ (アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット、以下、ＡＳＩＣとする) などに集積されている。
【００９８】
データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、ラインメモリ、複数のラッチ回路およびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。
【００９９】
レジスト補正演算装置１１７は、少なくとも４組のコンパレータおよびＯＲゲートなどを含むマイクロプロセッサであって、同様に、ＡＳＩＣなどに集積されている。
【０１００】
ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、出力される周波数が印加される電圧に応じて変化できる発振回路であって、±３％程度の周波数可変範囲を有する。この種の発振回路としては、調和発振回路、ＬＣ発振回路あるいはシミュレーテッドリアクタンス可変ＬＣ発振回路などが利用される。なお、ＶＣＯ１１９としては、出力波形をサイン波から矩形波に変換する変換器が一体に組み込まれた回路素子も知られている。
【０１０１】
なお、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) には、図示しない外部記憶装置あるいはホストコンピュータなどからの画像データが記憶される。また、光走査装置１の水平同期検出器２３の出力は、水平同期信号発生回路１２１を介して水平同期信号Ｈｓｙｎｃに変換され、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に入力される。
【０１０２】
次に、図１および図１２を参照して、画像形成装置１００の動作を説明する。
【０１０３】
まず、図示しない操作パネルあるいはホストコンピュータから画像形成開始信号が供給されることで、主制御装置１０１の制御により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) がウォームアップされるとともに、画像制御ＣＰＵ１１１の制御により光走査装置１の光偏向装置５の多面鏡５ａが所定の回転速度で回転される。
【０１０４】
続いて、主制御装置１０１の制御により、外部記憶装置あるいはホストコンピュータもしくはスキャナ (画像読取装置) からプリントすべき画像データがＲＡＭ１０２に取り込まれる。ＲＡＭ１０２に取り込まれた画像データの一部 (あるいは全部) は、画像制御部１１０の画像制御ＣＰＵ１１１の制御により、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に収納される。
【０１０５】
また、主制御装置１０１の制御により、所定のタイミング、たとえば、タイミング制御部１１３からの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃなどを基準として、送り出しローラ７２が付勢され、用紙カセット７０から１枚の用紙Ｐが取り出される。この取り出された用紙Ｐは、レジストローラ７２により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) による画像形成動作により提供されるＹ，Ｍ，ＣおよびＢの各トナー像とタイミングが整合され、吸着ローラ７４により搬送ベルト５２に密着されて、搬送ベルト５２の回転にともなって、各画像形成部５０に向かって案内される。
【０１０６】
一方、用紙Ｐの給送および搬送動作と平行してあるいは同時に、タイミング設定装置１１８により設定されたデータおよびタイミング制御部１１３の内部ＲＡＭから読み出されたレジストデータおよびクロックデータに基づいて、タイミング制御部１１３から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力される。
【０１０７】
タイミング制御部１１３により垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが出力されると、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が付勢され、各光源３の各レーザ３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ａおよび３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂから主走査方向の１ライン分のレーザビームが各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に照射される。
【０１０８】
この１ライン分のレーザビームに基づいて水平同期信号発生回路１２１から発生される水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力直後から各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数がカウントされ、各ＶＣＯ１１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のクロック数が所定値に達した時点で、各画像メモリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) からプリントすべき画像データが読み出される。
【０１０９】
続いて、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により、各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対し、各光源３から出射される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の強度を変化するために画像データが転送され、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、ずれのない画像が形成される。
【０１１０】
この結果、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に案内される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が、各光源３の各レーザ３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) までの間の光路の偏差あるいは各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の直径の偏差に起因する像面でのビームスポット径の変動の影響を受けることなく、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に正確に結像される。
【０１１１】
第１ないし第４の画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に結像された第１ないし第４の各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、予め所定の電位に帯電されている各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の電位を、画像データに基づいて変化させることで、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、画像データに対応する静電潜像を形成する。
【０１１２】
この静電潜像は、各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により、対応する色を有するトナーにより現像され、トナー像に変換される。
【０１１３】
各トナー像は、それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転にともなって搬送ベルト５２により搬送されている用紙Ｐに向かって移動され、予め決められたタイミングにより、転写装置６４により、搬送ベルト５２上の用紙Ｐに、所定のタイミングで転写される。
【０１１４】
これにより、用紙Ｐ上で互いに正確に重なりあった４色のトナー像が用紙Ｐに形成される。なお、トナー像が用紙Ｐに転写されたあとに、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残った残存トナーは、クリーナ６６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により除去され、また、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残った残存電位は、除電ランプ６８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により除電されて、引き続く画像形成に利用される。
【０１１５】
４色のトナー像を静電的に保持した用紙Ｐは、搬送ベルト５２の回転にともなってさらに搬送され、ベルト駆動ローラ５６の曲率と用紙Ｐの直進性との差によって搬送ベルト５２から分離されて、定着装置８４へ案内される。定着装置８４へ導かれた用紙Ｐは、定着装置８４によりそれぞれのトナーが溶融されることにより、カラー画像としてのトナー像が定着されたのち、図示しない排出トレイに排出される。
【０１１６】
一方、用紙Ｐを定着装置８４に供給したあとの搬送ベルト５２はさらに回転されつつ、ベルトクリーナ８２により、表面に残った不所望なトナーが除去され、再び、カセット７０から給送される用紙Ｐの搬送に利用される。
【０１１７】
次に、ハイブリッドシリンダレンズ１１の構造及びこのハイブリッドシリンダレンズ１１の固定方法について詳細に説明する。
【０１１８】
図７に示したように、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、ハーフミラー１２ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とレーザ合成ユニット１３との間に配置されている。
【０１１９】
また、このハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、図３を用いて既に説明したように、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つプラスチックのシリンダレンズ１７ (Ｙ) と、ガラスのシリンダレンズ１９ (Ｙ) と、によって形成されている。プラスチックシリンダレンズ１７ (Ｙ) は、たとえば、ＰＭＭＡ (ポリメチルメタクリル) などの材質により形成される。ガラスシリンダレンズ１９ (Ｙ) は、たとえば、ＴａＳＦ２１などの材質により形成される。ＰＭＭＡのシリンダレンズ１７ (Ｙ) は、空気と接する面がほぼ平面に形成される。また、ガラスのシリンダレンズ１９ (Ｙ) も、空気と接する面がほぼ平面に形成されている。
【０１２０】
さらに、シリンダレンズ１７ (Ｙ) は、シリンダレンズ１９ (Ｙ) の出射面、及びこの出射面に直交し、且つ副走査方向に平行な一端面の一部を包囲するとともに、シリンダレンズ１７ (Ｙ) の出射面がシリンダレンズ１９ (Ｙ) の入射面、即ちシリンドリカル面に接着により、あるいは、図示しない位置決め部材に向かって所定の方向から押圧されることにより、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) が一体に形成される。なお、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、シリンダレンズ１９ (Ｙ) の入射面に、シリンダレンズ１７ (Ｙ) が一体に成型されてもよい。
【０１２１】
また、一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、ガラスのシリンダレンズ１９が露出されている一端面の一部を、保持部材１５と一体に形成された位置決め部１５ (Ｙ) に当接することにより、有限焦点レンズ９と正確な間隔で位置決めされ、図示しない固定部材により固定される。
【０１２２】
図１３の（ａ）及び（ｂ）には、上述したハイブリッドシリンダレンズ１１がより詳細に図示されている。なお、図１３では、参照符号のみを付し、各色成分毎に配置されるハイブリッドシリンダレンズ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、すべて同一のものとする。
【０１２３】
図１３の（ａ）に示すように、ハイブリッドシリンダレンズ１１は、プラスチックレンズ１７と、ガラスレンズ１９とによって形成される。上述したように、プラスチックレンズ１７の入射面１７ａ、及びガラスレンズの出射面１９ｂは、実質的に平面であり、また、プラスチックレンズ１７の出射面１７ｂ、及びガラスレンズ１９の入射面１９ａは、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を有する凹面、及び凸面である。
【０１２４】
また、ガラスレンズ１９の出射面１９ｂ、及び一端面の一部１９ｃ及び１９ｄは、プラスチックレンズ１７に包囲されることなく露出されている。即ち、プラスチックレンズ１７が、底面部１７ｃでＬ字型にカットされたように成型され、このカット部分でガラスレンズ１９の一端面１９ｃ、及び１９ｄが露出されている。
【０１２５】
ハイブリッドシリンダレンズ１１は、例えば、プラスチックレンズ１７とガラスレンズ１９とを個別に成型した後、相互に接着することにより、一体化される。また、ハイブリッドシリンダレンズ１１は、ガラスレンズ１９の入射面にプラスチックレンズ１７が一体に成型されて形成されてもよい。
【０１２６】
この時、プラスチックレンズ１７は、例えば、成型によって加工される。プラスチックレンズ１７の入射面１７ａ及び出射面１７ｂは、型の抜き方向に対して垂直に設定され、精度良く加工することが可能である。一方、プラスチックレンズ１７の底面１７ｃなど型の抜き方向に対して平行な面は、精度良く加工することが困難であり、±１／１０ｍｍ程度の加工誤差を生じることが知られている。
【０１２７】
従って、このプラスチックレンズ１７の底面１７ｃを保持部材１５の位置決め部１５ｘに当接して、ハイブリッドシリンダレンズ１１を固定する場合、精密な位置決めができない。
【０１２８】
また、温度、及び湿度などの環境変化に対してプラスチックは、形状が変化し易いことから、光軸にずれが生じ易くなることが知られている。この場合、ハイブリッドシリンダレンズ１１の固定精度が低下し、光学特性（像面湾曲、走査線曲がり、など）が悪化される。
【０１２９】
そこで、図１３の（ｂ）に示すように、ハイブリッドシリンダレンズ１１のガラスレンズ１９が露出されている端面１９ｃ及び１９ｄを、保持部材１５に一体に形成された位置決め部１５Ｘ及び１５Ｙに当接させ、ハイブリッドシリンダレンズ１１が位置決めされる。
【０１３０】
ガラスレンズ１９は、加工誤差が小さく（±３／１００ｍｍ）、プラスチックレンズ１７に比べて環境変化に対する形状変化が微少であるため、ガラスレンズ１９の端面１９ｃ及び１９ｄを基準に位置決めすることにより、このガラスレンズ１９を含むハイブリッドシリンダレンズ１１を高い精度で位置決めすることが可能となり、また、光学系の光学特性を良好に維持することが可能となる。
【０１３１】
従って、このような光学系が適用されている光走査装置において、光ビームが安定に所定の結像位置に案内され、画像形成部で形成される画像の高画質化が可能となる。
【０１３２】
また、図１４の（ａ）及び（ｂ）には、他の形状のハイブリッドシリンダレンズが概略的に示されている。
【０１３３】
図１４の（ａ）に示すように、このハイブリッドシリンダレンズ２１１は、同様に、プラスチックレンズ２１７及びガラスレンズ２１９によって形成されている。また、ガラスレンズ２１９の出射面２１９ｂ、及び一端面２１９ｃ及び２１９ｄは、プラスチックレンズ２１７に包囲されることなく露出されている。
【０１３４】
図１４の（ａ）に示したハイブリッドシリンダレンズ２１１の場合、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃは、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃ及び２１９ｄに対応する部分のみがカットされたように成型されている。
【０１３５】
従って、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃには、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃを露出させるように、面２１７ｄ及び２１７ｅが形成されている。また、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃには、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｄを露出させるように、面２１７ｆ及び２１７ｇが形成されている。
【０１３６】
このハイブリッドシリンダレンズ２１１は、図１４の（ｂ）に示すように、保持部材１５に一体に形成された位置決め部１５Ｘ及び１５Ｙにガラスレンズ２１９が露出されている一端面２１９ｃ及び２１９ｄを当接することにより、位置決めされる。
【０１３７】
この時、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｃは、位置決め部１５Ｘの上面に当接され、さらに、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃにおける面２１７ｄ及び２１７ｅが位置決め部１５Ｘの側面に当接される。また、ガラスレンズ２１９の一端面２１９ｄは、位置決め部１５Ｙの上面に当接され、さらに、プラスチックレンズ２１７の底面部２１７ｃにおける面２１７ｆ及び２１７ｇが位置決め部１５Ｙの側面に当接される。
【０１３８】
このため、ハイブリッドシリンダレンズ２１１は、より高い精度で位置決めすることが可能となる。
【０１３９】
上述したような構造を有するハイブリッドシリンダレンズ１１、および２１１は、図２に示した各色成分に対応するハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、及び１１Ｂの全てに適用可能であり、それぞれ高い精度で位置決めすることができる。
【０１４０】
表４には、上述したように、ガラスレンズとプラスチックレンズとが一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズの光学的数値データを示す。ここで、光学的数値データは、像面湾曲、感光体ドラム上における走査線曲がり、及び色収差の値すなわち周辺の温度変化について光学シミュレーションで求めたものである。なお、この数値データは、ＰＭＭＡによって形成されたプラスチックレンズを用いた場合のデータである。
【０１４１】
【表４】
【０１４２】
周辺温度が常温（３０℃）の場合、この発明に適用されるハイブリッドシリンダレンズのように、ガラスレンズ部を位置決め部に接触させた場合の方が、像面湾曲、及び走査線曲がりを抑制することができる。
【０１４３】
周辺温度が、例えば、０℃、及び５０℃に変化した場合でも、同様に、プラスチックレンズ部を位置決め部に接触させた場合より、像面湾曲、及び走査線曲がりを抑制することができる。
【０１４４】
また、ガラスレンズ部を位置決め部に接触させてハイブリッドシリンダレンズを固定した場合、ガラスレンズは、周辺温度、および湿度などの環境変化に対して大きな屈折率変化、及び形状変化が生じないため、０乃至５０℃の周辺温度変化に対して、像面湾曲を±０．１ｍｍ程度に抑制できる。さらに、この場合、走査線曲がりを２５ミクロン乃至４０ミクロンの範囲に抑制できる。
【０１４５】
上述したように、この発明の光走査装置に適用されるハイブリッドシリンダレンズは、ガラスレンズとプラスチックレンズによって形成され、且つ、ガラスレンズの出射面及び一端面の一部を露出する以外は、他の面がすべてプラスチックレンズによって包囲されている。このようにしてガラスレンズとプラスチックレンズとが一体に形成されたハイブリッドシリンダレンズは、ガラスレンズが露出されている一端面を、保持部材の位置決め部に当接することにより位置決めされる。
【０１４６】
従って、高い精度でハイブリッドシリンダレンズを位置決めできる。また、ガラスレンズは、プラスチックレンズと比較して周辺温度、及び湿度等の環境変化に対して、大きな屈折率変化、及び形状変化を生じないため、像面湾曲、及び走査線曲がりなどの光学特性が良好な光学系を提供できる。
【０１４７】
このため、この発明の光走査装置を利用した画像形成装置において、周辺の環境が変化しても、光走査装置からマルチビーム、即ち各色成分に対応する光ビームを安定に供給することが可能であり、画像形成部によって形成される画像を高画質化することが可能である。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、温度及び湿度などの環境変化に対しても安定に光ビームを供給できる光走査装置が提供できる。また、この光走査装置を利用することにより、高画質化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例であるマルチビーム光走査装置が利用される画像形成装置の概略断面図。
【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる光走査装置の光学部材の配置を示す概略平面図。
【図３】図２に示した光走査装置を第１の光源と光偏向装置との間の系の光軸に沿って切断した部分断面図。
【図４】図２に示した光走査装置の副走査方向部分断面であって、光偏向装置に向かう第１ないし第４のレーザビームの状態を示す概略図。
【図５】図２に示した光走査装置を光偏向装置の偏向角が０°の位置で切断した概略断面図。
【図６】図５に示した光偏向装置の偏向角が０°の位置で切断した光走査装置のミラーなどを取り除いた光路展開図。
【図７】図２に示した光走査装置の偏向前光学系の各光学部材が配置される状態を示す概略平面図。
【図８】図２に示した光走査装置のレーザ合成ミラーユニットを示す平面図および側面図。
【図９】図２に示した光走査装置の水平同期検出用折り返しミラーの概略斜視図。
【図１０】図２に示した光走査装置の出射ミラーの調整機構を示す概略斜視図。
【図１１】図１に示した画像形成装置におけるレジスト補正の原理を示す概略図。
【図１２】図１に示した画像形成装置の画像制御部のブロック図。
【図１３】この発明の光走査装置に備えられるシリンダレンズの一例を示す概略斜視図。
【図１４】この発明の光走査装置に備えられるシリンダレンズの他の例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１…マルチビーム光走査装置、 １ａ…中間ベース、
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ…光源 (第１の光学手段) 、
３Ｙａ…イエロー第１レーザ、 ３Ｙｂ…イエロー第２レーザ、
３Ｍａ…マゼンタ第１レーザ、 ３Ｍｂ…マゼンタ第２レーザ、
３Ｃａ…シアン第１レーザ、 ３Ｃｂ…シアン第２レーザ、
３Ｂａ…黒第１レーザ、 ３Ｂｂ…黒第２レーザ、
５ …光偏向装置、 ５ａ…多面鏡本体、
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃおよび７Ｂ…偏向前光学系 (第１の光学手段) 、
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃおよび９Ｂ…有限焦点レンズ (第１の光学手段) 、
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび１１Ｂ…ハイブリッドシリンダレンズ、
１３…レーザ合成ミラーユニット、 １３Ｍ…マゼンタ反射面、
１３Ｙ…シアン反射面、 １３Ｂ…黒反射面、
１３α…ベース、 １５…保持部材、
１５Ｘ及びＹ…位置決め部
１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃおよび１７Ｂ…プラスチックシリンダレンズ、
１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃおよび１９Ｂ…ガラスシリンダレンズ、
２３…水平同期検出器、 ２５…水平同期用折り返しミラー
３０…偏向後光学系 (第２の光学手段) 、
３０ａ…第１の結像レンズ、 ３０ｂ…第２の結像レンズ、
３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂ…第１の折り返しミラー、
３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃ…第２の折り返しミラー、
３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ…第３の折り返しミラー、
３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂ…防塵ガラス、
４１Ｙ，４１Ｍおよび４１Ｃ…固定部、
４３Ｙ，４３Ｍおよび４３Ｃ…ミラー押さえ板ばね、
４５Ｙ，４５Ｍおよび４５Ｃ…突起、
４７Ｙ，４７Ｍおよび４７Ｃ…止めねじ、
５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂ…画像形成部、
５２…搬送ベルト、 ５４…ベルト駆動ローラ、
５６…テンションローラ、
５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂ…感光体ドラム、
６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ…帯電装置、
６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ…現像装置、
６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ…転写装置、
６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ…クリーナ、
６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂ…除電装置、
７０…用紙カセット、 ７２…送り出しローラ、
７４…レジストローラ、 ７６…吸着ローラ、
７８…レジストセンサ、 ８０…レジストセンサ、
８２…搬送ベルトクリーナ、 ８４…定着装置、
１００…画像形成装置、 １０１…主制御装置、
１０２…ＲＡＭ、 １０３…不揮発性メモリ、
１１０…画像制御部、 １１１…画像制御ＣＰＵ、
１１２…バスライン、 １１３…タイミング制御部、
１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃおよび１１４…画像メモリ、
１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃおよび１１５…データ制御部、
１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃおよび１１６…レーザ駆動部、
１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃおよび１１７…レジスト補正演算装置、
１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃおよび１１８…タイミング設定装置、
１１９Ｙ，１１９Ｍ，１１９Ｃおよび１１９…発振周波数可変回路、
１２１…水平同期信号発生回路、
２１１…ハイブリッドシリンダレンズ
２１７…プラスチックシリンダレンズ
２１９…ガラスシリンダレンズ Ｐ…用紙。
Claims (6)
- 複数の色成分にそれぞれ対応する複数の光源と、
前記複数の光源からそれぞれ出射された光ビームに対して所定の光学特性を与える第１光学部材と、前記第１光学部材によって光学特性が与えられた複数の光ビームをそれぞれ第１の方向に集束させる第２光学部材と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第２光学部材によって集束された複数の光ビームを所定の方向に偏向する１つの偏向手段と、を含む第１光学手段と、
前記偏向手段により偏向された複数の光ビームを、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定の像面に等速で走査するように結像し、前記偏向手段の面倒れを補正する機能を有する第３光学部材を含む第２光学手段と、
少なくとも前記第１光学手段を収容するとともに位置決め部を有した収容手段と、を備え、
前記第２光学部材は、シリンドリカル形状の入射面、実質的に平坦な出射面、及びこの出射面に直交する少なくとも１つの平面を有するガラスによって形成された第１レンズと、前記第１レンズの平面の一部、及び出射面を露出させるように、前記第１レンズとは異なる材質により前記第１レンズに一体に形成された第２レンズとを含み、前記第２光学部材は、前記第１レンズが露出されている平面の一部を前記収容手段の位置決め部の上面に当接するとともに前記第１レンズを露出する前記第２レンズの光軸に平行な面を前記収容手段の位置決め部に当接することで、位置決めされることを特徴とする光走査装置。 - 前記第２光学部材は、前記第３光学部材と同一の材質により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
- 前記第２光学部材は、アクリル樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
- 前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置と、
前記第１及び第２光学手段を介して案内された前記それぞれの光源からの光ビームに対応する像を保持する複数の像担持体と、
前記それぞれの像担持体に対応して配置され、各像担持体上に保持された像を可視化する現像手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能な結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置。
- 第１の方向並びに第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれに固有の焦点を有する第１レンズと、この第１レンズを通過された複数のレーザビームに対し、少なくとも前記第１及び第２の方向のいずれか一方の方向に結像力を与える第２レンズと、この第２レンズに対して所定の形状の固定用脚部を提供可能に形成されるとともに、少なくとも前記第２レンズを密着保持しつつ、前記第２レンズにより前記レーザビームに提供される結像力に関連した所定の結像特性を与える第３レンズと、これら第１乃至第３レンズを収容するとともに前記第２レンズと前記第３レンズの固定用脚部における光軸に平行な面と当接することで前記第２レンズ及び前記第３レンズを位置決めする位置決め部を有した収容手段と、を備え、前記第１乃至第３レンズにより、予め決められたビーム断面形状を与え、この第２及び第３のレンズを通過されたレーザビームを前記第１及び第２の方向のいずれか一方に平行に等速で走査した後、この走査方向と同一の方向に対して所定の結像特性を提供可能であると共に、前記第３レンズと同一の材質によって形成された結像レンズ群により、前記レーザビームを所定の位置に結像させる光走査装置。
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