JP4132598B2 - マルチビーム光源ユニット及びその組立方法及びそれを用いる画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置には、レーザ走査光学装置を搭載したものが知られている。そのレーザ走査光学装置には、近時、書き込みの高精度化、書き込みの高速化の要求に伴って、マルチビームレーザダイオードを用いるものが主流となりつつある。
【０００３】
図１はそのレーザ走査光学装置の概略図であり、その図１において、１はマルチビーム光源ユニット、２はポリゴンミラー、３はｆθレンズ、４は感光体（画像記録媒体ともいう）である。マルチビーム光源ユニット１はマルチビームレーザダイオード５とコリメートレンズ６とから大略構成されている。マルチビームレーザダイオード５は複数の発光点からマルチレーザビームＰを出射する。そのマルチレーザビームＰはコリメートレンズ６によって平行光束に変換される。そのマルチレーザビームＰはポリゴンミラー２によって反射されて感光体４の表面（画像記録面ともいう）４ａに導かれる。
【０００４】
そのポリゴンミラー２とｆθレンズ３とは走査光学系の一部を構成し、そのマルチレーザビームＰは、図２に示すように感光体４の表面４ａ上でその主走査方向Ｑ１と直交する副走査方向Ｑ２に所定ピッチＸ１を開けて主走査方向Ｑ１に走査される。この種のレーザ走査光学装置では、感光体４の表面４ａを多数行同時に走査して感光体４の表面４ａ上に書き込みが行われる。
【０００５】
そのレーザ走査光学装置には、書き込みの高精度化、書き込みの高速化に関連して、各レーザビームＰの感光体４の表面４ａ上でのビームスポット１１の径、コリメート性、隣接するビームスポット１１の副走査方向Ｑ２のピッチＸ１、主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置の精度の向上が要求され、その精度は、画像品質の高精度化の要求のもとで益々きびしいものが要求されつつある。
【０００６】
ところで、そのマルチビームレーザダイオード５は図３に示すようにその内部に発光部７を有する。その発光部７には複数個の発光点、例えば４個の発光点７ａ〜７ｄが設けられている。その発光点７ａ〜７ｄは本来的には設計的に予定された仮想直線Ｑ３上に間隔を開けて配列されるものである。その仮想直線Ｑ３は、そのマルチビームレーザダイオード５の金属製ステム８に形成されている鋭角状の一対の切り欠き９、１０の先鋭点９ａ、１０ａを結ぶことによって与えられる。
【０００７】
従来のこの種のマルチビームレーザダイオード５では、各発光点７ａ〜７ｄの間隔が広く、感光体４の表面４ａ上にマルチレーザビームを投影したときにそのビームスポット１１の副走査方向Ｑ２のピッチＸ１が大きくなって、画像品質が粗くなるという不都合があるため、図４に示すように感光体４の表面４ａ上で主走査方向Ｑ１に対してビームスポット１１の配列方向（直線）Ｑ３’が斜めになるように走査光学系（図示を略す）の光軸回りにマルチビームレーザダイオード５を回転調整することによって、副走査方向Ｑ２のピッチＸ１を調整し、副走査方向Ｑ２の書き込み密度（記録密度）を上げて画像品質の向上を図っている。
【０００８】
しかしながら、ビームスポット１１の配列方向（直線）Ｑ３’が副走査方向Ｑ２に対して斜めにずれるようにマルチビームレーザダイオード５を回転調整して、書き込み密度を向上させることとすると、同時に各発光点７ａ〜７ｄを駆動して書き込みを行った場合に、感光体４の表面４ａ上でのビームスポット１１の主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置がずれることになり、かえって、画像品質が劣化する。
【０００９】
そこで、この種のレーザ走査光学装置では、感光体４の表面４ａ上での書き込み開始位置を各ビームスポット毎に揃えるために、例えば、各レーザビームの走査位置を検出する検出センサ１２を各ビームレーザ毎に対応させて配置し、各検出センサ１２の受光タイミングに基づいて各発光点７ａ〜７ｄの発光を制御するようにしている。
【００１０】
すなわち、時刻ｔ＝ｔ０で先頭のビームスポット１１を検出してから各ビームスポット１１の検出時点から時間ｔ０’後に各発光点７ａ〜７ｄの発光制御を行うことにより、感光体４の表面４ａへの主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置を揃えている。
【００１１】
また、各発光点７ａ〜７ｄに対応させて検出センサ１２をそれぞれ設ける代わりに、図５（ａ）に示すように主走査方向Ｑ１に最も先行するビームスポット１１に対応させて検出センサ１２を設けると共に、各ビームスポット１１の時間的ズレｔ１、ｔ２、ｔ３をあらかじめ求め、図示を略す遅延制御回路により図５（ｂ）に示すようにその最も先行するビームスポット１１の検出センサ１２による検出時点から残余の発光点７ｂ〜７ｄの発光をその時間的ズレに対応させて遅らせることにより、図５（ａ）に示すように感光体４の表面４ａ上での書き込み開始位置でのビームスポット１１を副走査方向に揃えるようにしている。
【００１２】
しかしながら、この種の走査光学装置では、書き込み開始位置を揃えるための制御回路が複雑化し、コストアップとなるという不都合を招く。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、従来に較べて発光点７ａ〜７ｄの間隔が狭いマルチビームレーザダイオード５が開発されつつある。この種のマルチビームレーザダイオード５を有するマルチビーム光源ユニットでは、発光点７ａ〜７ｄの位置のばらつきは小さいと考えられ、この種のマルチビーム光源ユニットでは、一対の切り欠き９、１０により規定される仮想直線Ｑ３上に発光点７ａ〜７ｄが存在しているときに設計的に予定された設計基準直線の方向に発光点７ａ〜７ｄが配列されているものとして走査光学系にセットされるように設計し、画像形成装置本体部にそのまま取り付けることが考えられる。
【００１４】
しかしながら、それでも、このマルチビームレーザダイオード５はその製造工程上の誤差によって、発光点７ａ〜７ｄが誤差なく仮想直線Ｑ３上に乗っていることは希であり、図６に示すように、発光点７ａ〜７ｄを結ぶ配列方向（直線）Ｑ４が仮りに存在するとしても、その配列方向Ｑ４と仮想直線Ｑ３とは僅かながら傾いており、何らの調整を必要とすることなく発光点７ａ〜７ｄの配列方向を設計基準直線の方向に揃えることは困難である。なお、ここで、符号θはその傾き角度を示している。
【００１５】
また、走査光学系を搭載する画像形成装置本体部にマルチビームレーザダイオード５を取り付ける場合に取り付け誤差が存在するため、副走査方向Ｑ２に対して配列方向Ｑ４が所定角度となるようにマルチビームレーザダイオード５を光軸回りに回転調整して取り付けることができるようにすることが望ましい。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、走査光学系の主走査方向に対するマルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向を設計的に予定された設計基準直線方向に揃えることのできるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法を提供することにある。ことに、マルチビームレーザダイオードの配列方向を走査光学系の副走査方向に容易にかつ設計上の要求精度に支障を生じることなく調整することのできるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のマルチビーム光源ユニットは、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面をベース部材に設け、マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向の調整を光源ユニット単独で行ってから、画像形成装置本体部に取り付ける構成としたので、画像形成装置本体部へのマルチビーム光源ユニットの取り付け作業を迅速にかつ容易に行うことができる。
【００１９】
また、画像形成装置のマルチビーム光源ユニットが故障した場合でも、マルチビーム光源ユニットを交換するのみで、故障を修理することができるので、修理交換作業が容易となる。
【００２０】
請求項２に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記設計基準直線の方向が副走査方向であることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、各発光点の配列方向を画像形成装置本体部に取り付ける前に予め副走査方向に揃えることができるので、画像形成装置本体部にマルチビーム光源ユニットを取り付けてから副走査方向のビームスポットのピッチを調整するという調整操作、ビームスポットのピッチ調整により主走査方向にずれた書き込み開始位置を補償するために、画像形成装置本体部に各ビームレーザの走査位置を検出する検出センサを各レーザービーム毎に設けて、各レーザビーム毎に書き込み開始位置を制御するという複雑な構成、各レーザビームの主走査方向の時間的遅延を測定して遅延回路によりレーザビームの駆動制御を行うという複雑な構成を避けることができ、部品点数の低減、画像形成装置本体部への取り付けに要する組立時間の短縮、低コスト化を図ることができる。また、ソフトウエアによる制御の簡単化も図ることができる。
【００２２】
請求項３に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記マルチビームレーザダイオードはステムを有し、該ステムには位置決め用係合部が設けられ、前記ベース部材には前記ステムの位置決め穴と突き当て基準面とが設けられると共に、前記位置決め用係合部に係合される被係合部を有して前記ステムを押圧する押圧板が取り付けられ、前記マルチビームレーザダイオードが前記押圧板を操作することにより前記位置決め基準穴を中心にして回転調整されることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記ステムに設けられた位置決め用係合部が切り欠きであり、前記被係合部が前記切り欠きに係合する被係合凸片であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記ステムに設けられた位置決め用係合部が係合凸片であり、前記被係合部が前記係合凸片に係合する被係合切り欠きであることを特徴とする。
【００２５】
請求項３ないし請求項５に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、マルチビームレーザダイオードそのものを押圧板を介して回転させることにしたので、その回転調整を容易に行うことができる。
【００２６】
請求項６に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットの組立方法であって、
前記マルチビームレーザダイオードの前記発光点の配列状態を測定する測定ステップと、
前記発光点の配列状態の測定に基づき前記設計基準直線の方向に前記発光点の配列方向が一致するように前記ベース部材に対して前記マルチビームレーザダイオードを回転調整する回転調整ステップと、
前記マルチビームレーザダイオードの回転調整後に前記ベース部材に対する前記コリメートレンズの位置調整を行って前記マルチビームレーザダイオードに対する前記コリメートレンズの位置決め固定を行う位置決め固定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、発光点の配列状態の調整を行った後に、コリメートレンズの位置調整を行うことにしたので、全体としての調整時間の短縮化を図ることができる。
【００２８】
請求項７に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、
複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットの組立方法であって、
前記マルチビームレーザダイオードの回転調整前に前記コリメートレンズの位置調整を行って前記マルチビームレーザダイオードに対する前記コリメートレンズの位置決めを行う位置決めステップと、
前記マルチビームレーザダイオードの発光点の配列状態を測定する測定ステップと、
前記発光点の配列状態の測定に基づき前記設計基準方向に前記発光点の配列方向が一致するように前記マルチビームレーザダイオードを回転調整する回転調整ステップと、
前記コリメートレンズの位置を確認し、前記マルチビームレーザダイオードに対する位置に不具合があるときに再度前記コリメートレンズの位置決めを行って前記ベース部材に該コリメートレンズを固定する固定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、マルチビーム光源ユニットの組立工程において、ビームスポットの配列方向の調整とコリメートレンズの位置調整とを一緒に行うことができ、光源ユニットの組立作業の効率化を図ることができる。
【００３０】
請求項８に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、
前記コリメートレンズの位置調整が各発光点の光学特性の平均置に対して為されることを特徴とする。
【００３１】
請求項８に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、各発光点の光学特性の平均位置にコリメートレンズを置くことにしたので、各発光点の光学特性のばらつきを小さくできる。
【００３２】
請求項９に記載の画像形成装置は、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットが位置決めして取り付けられる位置決め基準部を有する。
【００３３】
請求項９に記載の画像形成装置によれば、調整済みのマルチビーム光源ユニットを画像形成装置本体部に取り付ける際に、走査光学系に対する位置調整作業の簡略化を行うことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図７は本発明に係わるマルチビーム光源ユニットが取り付けられる取り付けブラケットの斜視図である。その図７において、２０は取り付けブラケットである。この取り付けブラケット２０はあらかじめ図３０、図３１に示す画像形成装置本体部に調整されて取り付け固定されている。
【００３５】
その取り付けブラケット２０は底壁部２１と起立壁部２２と側壁部２３、２３とを有する。その底壁部２１には一対の位置決め孔２１ａ、２１ａとネジ挿通孔２１ｂ、２１ｂとが形成されている。
【００３６】
その底壁部２１の底面には図８に示すように位置決め基準部２４が形成されている。この位置決め基準部２４は主走査方向を規定する主走査方向対応基準面２４ａを有している。この位置決め基準部２４は後述する画像形成装置本体部としてのハウジングに形成された位置決め基準部に突き合わされる。
【００３７】
起立壁部２２には円形貫通孔２５が設けられている。その起立壁部２２の背面には、図９、図１０に示すように一対の位置決め基準部２６、２６が貫通孔２５を挟んでその両側に設けられている。この位置決め基準部２６、２６は位置決め基準部２４の主走査方向対応基準面２４ａに対して実質的に垂直な副走査方向対応基準面２６ａを有している。また、起立壁部２２に水平方向に延びる位置決め基準部２６’が設けられている。位置決め基準部２６’は位置決め基準部２４の主走査方向対応基準面２４ａに対して実質的に平行な主走査方向対応基準面２６ａ’を有している。一対の位置決め基準部２６、２６にはネジ挿通孔２７、２７がそれぞれ設けられている。
【００３８】
起立壁部２２の背面側には円形貫通孔２５と同心に円形状筒２８が形成されている。その起立壁部２２の背面側には図１１に示すベース部材３０が取り付けられる。このベース部材３０はマルチビームレーザダイオード３１を保持する。このベース部材３０はその正面側に円形状筒２８に挿通される円形状筒３２を有する。円形状筒２８の内径と円形貫通孔２５の孔径とは同径であり、円形状筒３２の外径は円形貫通孔２５の孔径よりも若干小さく形成されている。
【００３９】
その円形状筒３２にはコリメートレンズ３３を支持する円弧状支持部３４が形成されている。このコリメートレンズ３３はマルチビームレーザダイオード３１から出射されたマルチビームレーザ光を平行光束に変換する役割を果たし、コリメートレンズ３３の円弧状支持部３４への取り付けの詳細については後述する。
【００４０】
その円形状筒３２はその中央に開口３５を有する。円形状筒３２にはマルチレーザビーム光を整形するアパーチャ部材３６が装着される。円形状筒３２には一対の切り欠き３２ａ、３２ａが開口３５を挟んで形成されている。このアパーチャ部材３６には水平方向に長く延びるスリット開口３６ａと一対の切り欠き３２ａ、３２ａに係合する一対の係合片３６ｂ、３６ｂとが形成されている。マルチレーザビームはこの開口３５を通じてコリメートレンズ３３に向けて出射される。
【００４１】
そのベース部材３０の両側には一対の位置決め基準部２６、２６に対応する箇所に一対の位置決め基準部３７、３７が形成されている。その位置決め基準部３７、３７にはネジ孔３８、３８がそれぞれ形成されている。
【００４２】
そのベース部材３０の背面側には図１２に示すように押圧板４０を取り付けるための押圧板取り付け部４１が形成されている。その押圧板４０はその中央に４個の押圧バネ片４０ａと１個の被係合部としての位置決め用被係合凸片４０ｂと一対の貫通孔４０ｃ、４０ｃとを有する。
【００４３】
押圧板取り付け部４１には開口３５と同心の嵌合孔４２が形成されている。この嵌合孔４２にはステム３１Ｂの取り付け基準孔４２ａとステム３１Ｂの突き当て基準面４２ｂとが形成されている。
【００４４】
ここでは、ベース部材３０そのものの下面に位置決め基準部３０ａが設けられている。この位置決め基準部３０ａは主走査方向対応基準面２６ａ’に衝合される。押圧板４０には被把持部４０ｄが設けられている。また、押圧板４０の貫通孔４０ｃ、４０ｃはネジ４３の軸部よりも若干大きな径とされている。マルチビームレーザダイオード３１はその円筒状本体部３１Ａを嵌合孔４２に嵌合させると共にステム３１Ｂを取り付け基準孔４２ａに嵌合させて、突き当て基準面４２ｂに押し当てる。
【００４５】
取り付け基準孔４２ａの孔径はステム３１Ｂの孔径よりも若干大きく形成されると共に、取り付け基準孔４２ａの深さはステム３１Ｂを突き当て基準面４２ｂに押し付けたときにそのステム３１Ｂの背面が押圧板取り付け部４１の背面から突出する程度とされている。
【００４６】
この嵌合孔４２にはマルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａが嵌合される。押圧板取り付け部４１には嵌合孔４２を挟んでその両側に、押圧板４０の貫通孔４０ｃ、４０ｃに対向してネジ孔４１ａ、４１ａが形成されている。この貫通孔４０ｃ、４０ｃの孔径は後述するスプリングワッシャ付きのネジ４３の軸部より若干大径である。
【００４７】
その押圧板４０はマルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａを嵌合孔４２に嵌合させ、押圧バネ片４０ａをマルチビームレーザダイオード３１のステム３１Ｂの背面に当てがって、ネジ４３、４３をネジ孔４１ａ、４１ａに螺合させることによって押圧板取り付け部４１に後述する角度調整終了後に押圧固定される。
[マルチビームレーザダイオード３１の構成]
マルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａの内部には、図１３に示すように台座４４が設けられ、この台座４４には長方形状の発光チップ部（発光部）４５が設けられている。この発光チップ部４５にはここでは４個の発光点４５ａ〜４５ｄが設けられている。そのステム３１Ｂには鋭角形状の一対の切り欠き４６、４６が形成されている。その円筒状本体部３１Ａの中心Ｏ１’は発光点４５ａ〜４５ｄの近傍に位置している。
【００４８】
その発光点４５ａ〜４５ｄは本来的には仮想直線Ｑ３上に一定間隔を開けて配列されるものであるが、マルチビームレーザダイオード３１の製造上の誤差によって発光点４５ａ〜４５ｄを結ぶ配列方向Ｑ４はその仮想直線Ｑ３に対して傾いている。その仮想直線Ｑ３はその一対の切り欠き４６、４６の先鋭点４６ａ、４６ａを結ぶことによって与えられる。そのステム３１Ｂには仮想直線Ｑ３と直交する位置に位置決め用係合部としての矩形状の切り欠き４７が形成されている。
【００４９】
この切り欠き４７は押圧板４０の係合片４０ｂと係合し、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を取り付ける際の位置決め基準に用いられる。なお、この発明の実施の形態では、一対の切り欠き４６、４６の鋭角点を結ぶことによって仮想直線Ｑ３を規定しているが、この代わりにステム３１Ｂに鋭角形状の一対の凸部を設けることによって仮想直線Ｑ３を規定しても良い。
【００５０】
また、なお、ステム３１Ｂに位置決め用係合部としての矩形状の切り欠き４７を形成することとしたが、この代わりに矩形状の係合用凸片を形成しても良い。この場合には、押圧板４０に被係合凸片４０ｂを形成する代わりに、係合用凸片に係合する被係合切り欠きを形成することとする。
【００５１】
押圧板４０はそのステム３１Ｂの切り欠き４７に係合片４０ｂが係合するようにしてステム３１Ｂの背面に押し当てられ、ネジ４３によりステム３１Ｂがベース部材３０の突き当て基準面４２ｂに押し付けられる。その押し付け力はマルチビームレーザダイオード３１が嵌合孔４２に対して回転可能な程度の大きさである。マルチビームレーザダイオード３１は角度調整の際にベース部材３０に対して回転されるもので、そのベース部材３０は図１４、図１５に示す自動調整装置の位置決め基準部材６６にセットされる。
【００５２】
この位置決め基準部材６６は位置決め基準面６６ａ、６６ｂを有する。位置決め基準面６６ａにはベース部材３０の位置決め基準部３０ａの基準面が突き当てられ、位置決め基準面６６ｂにはベース部材３０の位置決め基準部３７の基準面が突き当てられる。
【００５３】
[自動調整装置の要部構成]
その図１４において、符号７０は制御回路（制御用パーソナルコンピュータ）、７１はＣＣＤカメラである。ＣＣＤカメラ７１は結像レンズ４８と撮像素子４９としてのＣＣＤとを有する。制御回路７０は画像処理制御部７０ａ、メカニカル機構駆動部７０ｂ、パルスモータ制御部７０ｃを有する。ＣＣＤカメラ７１の出力信号はＣＣＤカメラ駆動装置７２に入力され、ＣＣＤカメラ７１の出力信号はＣＣＤカメラ駆動装置７２を介して画像信号として画像処理制御部７０ａに入力される。
【００５４】
メカニカル機構は、電磁弁７３、７４、７５、エアシリンダ７６、７７、押圧アーム７９、８０、エアーチャック部８１から概略構成されている。押圧アーム７９、８０はベース部材３０を取り付けブラケット２０の起立壁部２２に押しつけ固定する押圧固定片部７９ａ、８０ａを有する。エアーチャック部８１は挟持アーム８２、８３を有し、挟持アーム８２、８３は上下方向から被把持部４０ｄの端部を挟持する。そのエアーチャック部８１は支持台８４に固定支持され、支持台８４はパルスモータ８５によって上下方向に駆動される。パルスモータ８５にはマイクロメータ７８が設けられ、支持台８４はマイクロメータ７８の先端に取り付けられている。
【００５５】
メカニカル機構駆動部７０ｂはバルブ開閉信号を電磁弁７３、７４、７５に向けて出力し、エアシリンダ７６、７７はその電磁弁７３、７４によってエアーの供給方向が切り換えられ、これによって、押圧アーム７９、８０はベース部材３０を取り付けブラケット２０に押しつける方向とその逆方向とに切り換えられる。エアーチャック部８１はその電磁弁７５によってエアーの供給が切り換えられ、これによって、挟持アーム８２、８３は上下方向から被把持部４０ｄ端部を挟持する方向と、被把持部４０ｄの端部の挟持を解除する方向との間で駆動される。
【００５６】
パルスモータ制御部７０ｃはパルスモータ駆動装置８６を制御し、パルスモータ８５はそのパルス駆動モータ駆動装置８６によって制御される。
【００５７】
この自動調整装置には、ここでは、照明光源８７と照明レンズ鏡筒８８とが設けられている。その照明レンズ鏡筒８８には照明用レンズ８９が設けられ、この照明用レンズ８９には光ファイバ９０を介して照明光源８７の照明光が導かれる。その照明用レンズ８９はその照明光を収束して発光チップ部４５を照明するようになっている。
【００５８】
この発光チップ部４５の照明光により反射された発光チップ部４５の反射像をＣＣＤカメラ７１によって受像し、この発光チップ部４５の端縁像（後述する）の傾きを計算することによってマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０に対する回転調整を行っても良い。これらの角度調整手順は後述することにし、先に各発光点４５ａ〜４５ｄを発光させて角度調整を行う角度調整の概略を説明する。
[マルチビーム光源ユニットの角度調整の概略説明]
図１６はそのマルチビームレーザダイオードの調整方法に用いる調整装置の模式図である。この調整装置は、集光レンズ（結像レンズ）４８と撮像素子４９とを有する。光源ユニット１９はその位置決め基準部３０ａの基準面が位置きめ基準面６６ａに突き合わされて調整装置にセットされる。
【００５９】
この調整装置に光源ユニット１９をセットした状態で、光硬化型接着剤（紫外線硬化型接着剤）が塗布された円弧状支持部３４にコリメータレンズ３３を配置する。そのコリメータレンズ３３は図示を略すコリメータレンズ把持アームに把持されて円弧状支持部３４上の設計上予定された初期位置に配置される。これを仮調整という。そのコリメータレンズ把持アームは３軸方向に独立制御可能な３軸移動ステージに設けられている。
【００６０】
この状態で、マルチビームレーザダイオード３１の各端子３１ｃに駆動電圧を同時に印加する。これにより、各発光点４５ａ〜４５ｄが発光されて画像記録面４ａに相当する撮像面４９ａ上に、図１７に示すように各発光点４５ａ〜４５ｄに対応するビームスポット５２〜５５が形成される。
【００６１】
ここでは、仮想直線Ｑ３は設計上の取り付け誤差がないとしたときに副走査方向Ｑ２、すなわち、設計基準直線に一致している。各発光点４５ａ〜４５ｄは製造上の誤差によってばらついており、各ビームスポット５２〜５５の撮像面４９ａ上での主走査方向Ｑ１の位置、副走査方向Ｑ２の間隔は一定ではないと考えられ、必ずしも、各ビームスポット５２〜５５の配列状態としての配列方向Ｑ４が存在するとは限らない。
【００６２】
そこで、ここでは、発光点４５ａ〜４５ｄのうちの最も遠く離れている二個の発光点４５ａ、４５ｄを結んで得られる（ビームスポット５２、５５を結んで得られる）直線を配列方向Ｑ４とみなして、この配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する角度θを測定する。
【００６３】
すなわち、ビームスポット５２とビームスポット５３との副走査方向の間隔をｘ２、ビームスポット５２とビームスポット５４との副走査方向の間隔をｘ３、ビームスポット５２とビームスポット５５との副走査方向の間隔をｘ４とし、ビームスポット５２とビームスポット５３との主走査方向の間隔をｙ２、ビームスポット５２とビームスポット５４との主走査方向の間隔をｙ３、ビームスポット５２とビームスポット５５との主走査方向の間隔をｙ４とすると、角度θは以下の式に基づいて求められる。
【００６４】
θ＝ｔａｎ−１（ｙ４／ｘ４）
この発光点４５ａ〜４５ｄのうちの最も遠く離れている二個の発光点４５ａ、４５ｄを結んで得られる直線（ビームスポット５２、５５を結んで得られる直線）を配列方向Ｑ４とみなす代わりに、最小２乗法により近似直線を求めて、この最小２乗法により得られた近似直線を配列方向Ｑ４として用いて、配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する角度θを求めても良い。
θ＝（Σ（ｘ’ｉ×ｙ’ｉ）−Σ（ｘ’ｉ×ｙ’ｉ）／Ｎ）／（Σｘ’ｉ２−（Σｘ’ｉ）２）／Ｎ）
符号Ｎは発光点の個数（ここではＮ＝４）であり、符号ｘ’ｉ、ｙ’ｉは各発光点のＸ方向、ｙ方向の位置、ｉ＝１からＮである。
【００６５】
次に、このようにして求められた角度θに基づいて、マルチビームレーザダイオード３１を角度θだけ回動させ、副走査方向Ｑ２に配列方向Ｑ４が一致するように調整する。
【００６６】
ビームスポット５２〜５５の主走査方向Ｑ１の間隔ｙ２〜ｙ４が規格σ外である場合、すなわち、ビームスポットの配列状態が適正でない場合には、再度ベース部材３０の角度調整を行うと共にコリメートレンズ３３の位置調整を行う。この調整作業終了後、ネジ４３、４３を増し締めし、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を回動不能に固定する。
【００６７】
次に、回転中心に対してコリメートレンズ３３の光軸を一致させるためにコリメートレンズ３３のｘ方向位置調整、ｙ方向位置調整を行うと共に、コリメートレンズ３３のｚ方向位置（光軸方向位置）の調整を行う。このコリメートレンズ３３の光軸方向位置調整は各発光点４５ａ〜４５ｄをコリメートレンズ３３の焦点位置（焦点面）に合わせて、コリメート性を高めるために行うものである。これを本調整という。これらの位置調整は既述の３軸移動ステージを用いて行う。
【００６８】
このコリメートレンズ３３の位置調整は、各発光点４５ａ〜４５ｄごとに行ってその最適位置を求め、この最適位置の平均値を代表特性として用いるものであり、コリメートレンズ３３はその平均値に位置される。
【００６９】
このコリメートレンズ３３の位置調整後、図示を略す紫外線照射装置により、紫外線（ＵＶ光）をコリメートレンズ３３を上方から照射してコリメートレンズ３３を透過した紫外線により紫外線硬化型樹脂を硬化させ、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に接着固定する。
【００７０】
そして、マルチビームレーザダイオード３１を消灯し、調整作業を終了する。
【００７１】
これらの調整作業によって、図１８に示すように、ビームスポット５２〜５５が実質的に副走査方向Ｑ２に一直線に並び、画像記録面４ａ上での書き込み開始位置が揃えられることになる。このものによれば、ビームスポット５２〜５５の書き込み開始位置が揃えられるので、画像形成装置本体部の制御回路、駆動回路の構成の簡単化を図ることができる。
【００７２】
すなわち、マルチビーム光源ユニット組立調整工程では、マルチビームレーザダイオード３１の発光点４５ａ〜４５ｄの配列状態を測定する測定と、発光点４５ａ〜４５ｄの配列状態の測定に基づき設計基準方向に発光点４５ａ〜４５ｄの配列方向が一致するようにマルチビームレーザダイオード３１を回転調整する回転調整と、マルチビームレーザダイオード３１の回転調整後にコリメートレンズ３３の位置調整を行ってマルチビームレーザダイオード３１に対するコリメートレンズ３３の位置決めを行う位置決めとが行われる。なお、アパーチャ部材３６はこの調整後に組み付けられる。
【００７３】
ここでは、配列状態としての配列方向Ｑ４を評価することとしたが、ベース部材３０を所定角度毎回転させて、主走査方向Ｑ１の間隔（偏差）ｙ２、ｙ３、ｙ４をそれぞれ求め、この偏差ｙ２、ｙ３、ｙ４のうちの最大偏差が最小となる角度θを発光点４５ａ〜４５ｄの配列方向Ｑ４とみなして、これによって、この方向にマルチビームレーザダイオード３１を回転調整して、ビームスポット５２〜５５の書き込み開始位置を揃える構成とすることもできる。
[マルチビーム光源ユニットの調整装置の詳細説明]
図１９はその調整装置の光学系を模式的に示している。ここで、ｆｃｏはコリメートレンズ３３の後側焦点距離、ｆｃｏ’はコリメートレンズ３３の前側焦点距離、ｆ１は集光レンズ４８の前側焦点距離、ｆ１’は集光レンズ４８の後側焦点距離である。撮像素子４９の撮像面（エリア型受像面）４９ａは集光レンズ４８の後側焦点距離ｆ１に位置されている。その集光レンズ４８の前側焦点位置はコリメートレンズ３３の後側焦点位置に実質的に一致されている。
【００７４】
このように、光学系を配置すると、マルチビームレーザダイオード３１の各発光点４５ａ〜４５ｄから出射されたマルチレーザビームはコリメートレンズ３３によって実質的に平行光束に変換され、全ての発光点４５ａ〜４５ｄから出射された各レーザビームが集光レンズ４８によって撮像面４９ａに実質的に拡大して集光結像される。従って、各ビームスポットの位置を高精度で測定することが可能となる。
【００７５】
図２０はその撮像面４９ａに形成されたビームスポット５２の拡大図を示している。その各ビームスポットの位置は重心位置を演算することによって求められる。そのビームスポット１１の重心位置の演算の一例を以下に説明する。
【００７６】
撮像面４９ａの各画素を符号Ｚｉｊによって定義する。Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊは主走査方向Ｑ１に配列された画素を意味し、Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍは副走査方向Ｑ２に配列された画素を意味し、符号ｉ（１からｎまでの整数）は左側から数えてｉ番目を意味し、符号ｊ（１からｍまでの整数）は下から数えてｊ番目であることを意味している。
【００７７】
そこで、主走査方向Ｑ１に配列されている各画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ（Ｗｊ＝Ｚ１ｊ＋Ｚ２ｊ＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｎｊ）を副走査方向Ｑ２についてｊ＝１からｊ＝ｍまで順次求めると、副走査方向Ｑ２の光ビーム強度分布曲線Ｂ１を求めることができる。また、副走査方向Ｑ２に配列されている各画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉ（Ｗｉ＝Ｚｉ１＋Ｚｉ２＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｉｍ）を主走査方向Ｑ１についてｉ＝１からｉ＝ｎまで順次求めると、主走査方向Ｑ１の光ビーム強度分布曲線Ｂ２を求めることができる。
【００７８】
図２１はこのビーム強度分布曲線Ｂ２に対して閾値Ｐ１ｈを設定し、この閾値Ｐ１ｈを横切る強度に対応する主走査方向Ｑ１の画素の番地Ｘ１、Ｘ２を特定し、この番地Ｘ１と番地Ｘ２との和の平均値に相当する画素の番地Ｘｉｍを求める。これにより、ビームスポット１１の主走査方向の重心位置（中心位置）Ｏ１が求められる。同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより、副走査方向の重心位置（中心位置）が求められる。なお、その閾値Ｐ１ｈはピークＰｍａｘからｅ（自然対数）の２乗分の１のところに設定する。
【００７９】
このように、撮像面４９ａに結像されたビームスポット１１の全体のビーム形状に基づいて、その重心位置を演算しているので、その演算精度を高めるために、撮像面４９ａ上での各ビームスポットの結像面積が画素の面積の十倍以上となるように光学系を構成することが望ましい。
【００８０】
すなわち、図２２に示すように、撮像面４９ａ上でのビームスポットの主走査方向のビーム径をＷｍ、撮像面４９ａ上でのビームスポット１１の副走査方向のビーム径をＷｓ、スリット開口３６ａを通過後のレーザビームの主走査方向のビーム径をＤｍ’、同じく副走査方向のビーム径をＤｓ’、マルチビームレーザダイオード３１の発振波長をλとしたとき、
Ｗｍ＝（ｆ１×λ）／（π×Ｄｍ’）
Ｗｓ＝（ｆ１×λ）／（π×Ｄｓ’）
の式に基づき、主走査方向、副走査方向のビーム径を演算し、
π×Ｗｍ×Ｗｓ＞画素の面積×１０
となるように調整装置の光学系を設計する。
【００８１】
また、最も離れた発光点４５ａと発光点４５ｄとの主走査方向のピッチずれ量をＰＬＤＡｍ、発光点４５ａと発光点４５ｄとの副走査方向のピッチずれ量をＰＬＤＡｓ、撮像面４９ａ上での発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５との主走査方向のピッチをＰｃｃｄｍ、撮像面４９ａ上での発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５との副走査方向のピッチをＰｃｃｄｓとし、Ｐｃｃｄｍ＝（ｆ１／ｆｃｏ）×ＰＬＤＡｍ、Ｐｃｃｄｓ＝（ｆ１／ｆｃｏ）×ＰＬＤＡｓの式に基づき、ピッチずれ量を演算して、発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５とが撮像面４９ａからはみでないように、以下の関係式を満足するように、光学系の倍率を設定する。
Ｐｃｃｄｍ×（Ｎ−１）＋Ｗｍ＜Ｌｍ
Ｐｃｃｄｓ×（Ｎ−１）＋Ｗｓ＜Ｌｓ
ここで、Ｌｍは横方向（主走査方向）の撮像面４９ａの全長、Ｌｓは縦方向（副走査方向）の撮像面４９ａの全長、Ｎは発光点の個数であり、ここでは、Ｎ＝４である。
【００８２】
このように光学系の倍率を設定すると、１個の撮像素子４９で４個の発光点４５ａ〜４５ｄの評価を同時に行うことができることになり、効率的である。
【００８３】
また、発光点４５ａ〜４５ｄを同時に点灯させる場合、各発光点４５ａ〜４５ｄの発光出力が実質的に等しくなるように以下に説明する制御を行う。まず、各発光点４５ａ〜４５ｄの任意の１個を点灯させて、その点灯された発光点に基づく撮像素子４９の出力を検出して基準出力Ｐ１として記憶する。
【００８４】
次に、そのすでに点灯されている発光点をそのままの状態として、残りの発光点のうちの１個を点灯させて撮像素子４９の出力がその基準出力Ｐ１の２倍となるようにレーザ駆動制御回路を調整する。この制御調整を４個の発光点４５ａ〜４５ｄについて順次行い、基準出力Ｐ１の４倍となるように、レーザ駆動制御回路を調整する。一般に、Ｎ個の発光点がある場合には、図２３に示すように基準出力Ｐ１のＮ倍となるようにレーザ駆動制御回路を設定する。
【００８５】
このようにレーザ駆動制御回路を設定すれば、撮像面４９ａ上での各ビームスポットの強度を一定にすることができ、その各ビームスポット５２〜５５の位置の評価を正確に行うことができることになる。
[ビームスポットの重心位置の計算方法の他の例]
図２４において、ビームスポットの主走査方向の重心位置をＯ１、副走査方向の重心位置をＯ２、主走査方向の１画素の大きさをＧｉ、副走査方向の１画素の大きさをＧｊ、副走査方向に積和して得られた閾値をＰ１ｈ、主走査方向に積和して得られた閾値をＰ２ｈとして、下記の式に基づきビームスポットの主走査方向の重心位置Ｏ１、副走査方向の重心位置Ｏ２を求めても良い。閾値Ｐ１ｈ、Ｐ２ｈは最大値Ｐｍａｘの１／ｅに設定する。
【００８６】
【数１】
【００８７】
【数２】
【００８８】
この計算方法によれば、高精度でビームスポットの中心位置を求めることができ、とくに、ビームスポットの形状がくずれている場合であっても、精度良くビームスポットの中心を求めることができる。
[マルチビームレーザダイオード３１の角度調整手順の詳細説明…マルチビームレーザダイオード３１を点灯させて回転調整する場合]
図２５、図２６はその回転調整手順の説明図である。
【００８９】
図２５に示すように、光源ユニット（マルチビームレーザダイオード３１を仮止めしたベース部材３０）１９を調整装置の位置決め基準部材６６にセットする（Ｓ．１）。次に、図示を略すスタートスイッチをオンにする（Ｓ．２）。すると、エアシリンダ７６、７７が駆動され、ベース部材３０が位置決め基準部材６６に押圧固定される（Ｓ．３）。次いで、被把持部４０ｄが挟持アーム８２、８３によって挟持される（Ｓ．４）。次に、レーザーダイオード３１の各端子３１Ｃに図示を略すレーザー駆動コネクタを接続する（Ｓ．５）。このレーザー駆動コネクタを図示を略すエアシリンダによって自動的に各端子３１Ｃに接続しても良い。これによって、各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯される（Ｓ．６）。次に、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に配置し、コリメートレンズ３３の仮調整を行う（S.7）。
【００９０】
各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯されると、図２６の手順で示す調整処理に移行する（Ｓ．８）。
【００９１】
図２６に示すように、各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯されると、ＣＣＤ画像の取り込みが実行される（Ｓ．８１）。すなわち、画像処理制御部７０ａにＣＣＤの画像が取り込まれ、各ビームスポットの中心位置Ｏ１、Ｏ２が演算される（Ｓ．８２）。この中心位置Ｏ１、Ｏ２の演算には、図２０を参照しつつ説明した重心位置の演算方法、図２４を用いて説明した重心位置の演算方法のいずれを用いても良い。そして、次に、配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する傾き角θを演算する（Ｓ．８３）。この配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する傾き角θの演算には、この発明の実施の形態で説明したいずれのものをも用いることができる。
【００９２】
次に、傾き角θが規格内かどうかを判断する（Ｓ．８４）。この傾き角θが規格内の場合には調整を終了し、Ｓ．９に移行して、ネジ４３、４３を増し締めしてベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を固定する。これは、自動・手動のいずれでも良い。
【００９３】
傾き角θが規格内にないときには、画像処理制御部７０ａはパルスモータ回転駆動量を算出する（Ｓ．８５）。そのパルスモータ回転駆動量は、例えば回転中心Ｏ１’からマイクロメータ７８の中心軸までの距離Ｌ０と傾き角θとに基づいて算出する。そのパルスモータ回転駆動量データはパルスモータ制御部７０ｃに送信され、これによって、パルスモータ駆動装置８６が制御され、パルスモータ８５がそのパルスモータ回転駆動量分だけ回転駆動され、マイクロメータ７８が昇降される（Ｓ．８６）。
【００９４】
マイクロメータ７８の昇降動に伴って、挟持アーム８２、８３が昇降し、これによって、マルチビームレーザダイオード３１が回転中心Ｏ１’を中心に回動される。
【００９５】
ネジ４３と貫通孔４０ｃ、４０ｃとの間には若干の遊びがあり、かつ、係合片４０ｂが切り欠き４７に係合しているので、しかも、マルチビームレーザダイオード３１はベース部材３０に回転可能に押し付けられている程度なので、マイクロメータ７８が昇降すると、被把持部４０ｄの端部に加わる上下方向の力によって、マルチビームレーザダイオード３１が嵌合孔４２の中心軸を中心にして回転される。
【００９６】
そして、Ｓ．８１に移行して、再度Ｓ．８１ないしＳ．８４の処理を繰り返し、Ｓ．８４において、傾き角θが規格内に入ったときには、Ｓ．９に移行し、傾き角θがなお規格外のときには、Ｓ．８５以降の処理を繰り返す。
【００９７】
Ｓ．９のネジ４３、４３の増し締めによるマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０への固定が終了すると、挟持アーム８２、８３による被把持部４０ｄの挟持を解放する（Ｓ．１０）。
【００９８】
その後、傾き角θが規格内にあるか否かの検査を行い（Ｓ．１１）、傾き角θが規格外のときには、ネジ４３、４３を緩めて再度Ｓ．８に移行し、Ｓ．８〜Ｓ．１１の処理を繰り返す。
【００９９】
Ｓ．１１において、傾き角θが規格内にあるときには、Ｓ．１２に移行して、コリメートレンズ３３の本調整を行う。そして、発光点４５ａ〜４５ｄの消灯を行った後（S.１３）、各端子３１ｃからレーザー駆動コネクタを取り外す（Ｓ．１４）。その後、位置決め基準部材６６に対するベース部材３０の押圧固定を解除する（Ｓ．１５）。そして、調整装置から光源ユニット１９を取り外す（Ｓ．１６）。
[マルチビームレーザダイオード３１の回転調整手順の説明…発光チップ部の端縁像を見て回転調整する場合]
図２７、図２８は発光チップ部４５の端縁像の傾きを測定することによってマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０に対する回転調整手順の説明図である。
【０１００】
図２７に示すように、マルチビームレーザダイオード３１をベース部材３０にネジ４３、４３によって仮り止めした光源ユニット１９を調整装置の位置決め基準部材６６にセットする（Ｓ．１’）。次に、図示を略すスタートスイッチをオンにする（Ｓ．２’）。次いで、ベース部材３０を位置決め基準部材６６に押圧固定し（Ｓ．３’）、次いで、被把持部４０ｄを挟持アーム８２、８３によって挟持する（Ｓ．４’）。次いで、照明光源８７を点灯させる（Ｓ．５’）。この照明光源８７によって、図２９（ａ）、（ｂ）に示す発光チップ部４５の像が受像される（Ｓ．６’）。
【０１０１】
画像処理制御部７０ａはこの発光チップ部の像を取り込む（Ｓ６１’）。次いで、画像処理部７０ａは二値化処理を行い（Ｓ．６２’）、エッジ検出を行う（Ｓ．６３’）。これによって、発光チップ部４５の端縁像４５ｐ、４５ｑ、４５ｒ、４５ｓが強調される。この端縁像４５ｐ、４５ｑ、４５ｒ、４５ｓの各角点４５ｐ’、４５ｑ’、４５ｒ’、４５ｓ’の座標値（ｘ１’、ｙ１’）、（Ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）、（ｘ４’、ｙ４’）に基づき、傾き直線Ｑ４の傾き角θを下記演算式に基づき演算する（Ｓ．６４’）。
【０１０２】
【数３】
【０１０３】
【数４】
【０１０４】
次に、傾き角θが規格内にあるか否かを判断し（Ｓ．６５’）、この傾き角θが規格内の場合には調整を終了し、ネジ４３、４３を増し締めし（Ｓ．７’）、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を固定する。
【０１０５】
傾き角θが規格内にないときには、パルスモータ回転駆動量を算出し（Ｓ．６６’）、そのパルスモータ回転駆動量分だけ、マイクロモータ７８が昇降される（Ｓ．６７’）。
【０１０６】
これによって、挟持アーム８２、８３が昇降し、ベース部材３０が回転中心Ｏ１’を中心に回動される。そして、Ｓ．６１’に移行して、再度Ｓ．６１’ないしＳ．６５’の処理を繰り返し、Ｓ．６５’において、傾き角θが規格内に入ったときには、Ｓ．７’に移行し、傾き角θがなお規格外のときには、Ｓ．６６’以降の処理を繰り返す。
【０１０７】
Ｓ．７’のネジ４３、４３の増し締めによるマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０への固定が終了すると、挟持アーム８２、８３による被把持部３０ｄの挟持を解放し（Ｓ．８’）、その後、傾き角θが規格内にあるか否かの検査を行い（Ｓ．９’）、傾き角θが規格外のときには、ネジ４３、４３を緩めて再度Ｓ．６’に移行し、Ｓ．６’〜Ｓ．９’の処理を繰り返す。
【０１０８】
Ｓ．９’において、傾き角θが規格内にあるときには、Ｓ．１０’に移行して、照明光源８７の消灯を行った後、位置決め基準部材６６に対するベース部材３０の押圧固定を解除する（Ｓ．１１’）。その後、調整装置から香華乳ニット１９を取り外す（Ｓ．１２’）。
【０１０９】
なお、この端縁像に基づく回転調整では、ＣＣＤカメラ７１を用いて撮像し、自動的に回転調整を行うことにしたが、目視により回転調整を行う構成としても良い。
[マルチビーム光源ユニット１９のコリメートレンズ３３の調整方法]
コリメートレンズ３３の位置調整は、発光チップ部４５の端縁像の測定に基づく回転調整後に行う。コリメートレンズ３３は図示を略す整列供給装置に整列され、１個ずつ図示を略すコリメータレンズ把持アームにより整列供給装置から取り出され、円弧状支持部３４に搬送される。円弧状支持部３４には光硬化型接着剤（紫外線硬化型接着剤）が塗布され、そのコリメータレンズ３３は円弧状支持部３４上の設計上予定された初期位置に配置される。
【０１１０】
次に、回転中心に対してコリメートレンズ３３の光軸を一致させるためにコリメートレンズ３３のｘ方向位置調整、ｙ方向位置調整を行うと共に、コリメートレンズ３３のｚ方向位置（光軸方向位置）の調整を行う。このコリメートレンズ３３の光軸方向位置調整は各発光点４５ａ〜４５ｄをコリメートレンズ３３の焦点位置（焦点面）に合わせて、コリメート性を高めるために行うものである。
【０１１１】
このコリメートレンズ３３の位置調整は、各発光点４５ａ〜４５ｄごとに行ってその最適位置を求め、この最適位置の平均値を代表特性として用いるものであり、コリメートレンズ３３はその平均値に位置される。
【０１１２】
このコリメートレンズ３３の位置調整後、図示を略す紫外線照射装置の光ファイバーにより、平行光束としての紫外線（ＵＶ光）をコリメートレンズ３３の上方から照射してコリメートレンズ３３を透過した紫外線により紫外線硬化型樹脂を硬化させつつエアー冷却し、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に接着固定する。
[画像形成装置本体部の概略構成]
図３０、図３１は画像形成装置本体部のハウジングの概略構成を示し、図３０は光源ユニット１９をハウジング５６に取り付ける前の状態を示し、図３１は光源ユニット１９をハウジング５６に取り付けた状態を示す。
【０１１３】
このハウジング５６には走査光学系５７が搭載されている。その走査光学系５７はポリゴンミラー５８とｆθレンズ５９とから概略構成されている。そのハウジング５６の底壁には位置決め基準部６０が設けられている。この位置決め基準部６０には一対の位置決めピン６１、６１と一対のネジ孔６２、６２とが図３０に示すように形成されている。取り付けブラケット２０は図３０に示すようにその位置決め基準部２４の基準面が位置決め基準部６０の基準面に突き合わされ、かつ、位置決めピン６１、６１により位置決めされて、ネジ６３により位置決め基準部６０にあらかじめ固定されている。
【０１１４】
そのハウジング５６の一側壁には主走査方向Ｑ１に沿う方向に延びる開口６４が形成され、マルチビームレーザダイオード３１を駆動して同時に各発光点４５ａ〜４５ｄを発光させると、マルチレーザビームがポリゴンミラー５８により主走査方向Ｑ１に偏向されてｆθレンズ５９、開口６４を透過して記録媒体としての感光体ドラム６５の感光面６５ａに照射され、その感光面６５ａに４個のビームスポット１１が形成される。この４個のビームスポット１１は、マルチビームレーザダイオード３１の各発光点４５ａ〜４５ｄが副走査方向Ｑ２に調整されているので、感光面６５ａ上で副走査方向Ｑ２に実質的に揃っている。
【０１１５】
その光源ユニット１９は図３２に示すようにスプリングワッシャ付きのネジ４７’により起立壁部２２に固定され、これによって、光源ユニット１９が図３１に示すように画像形成装置本体部に組み付けられる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明のマルチビーム光源ユニットによれば、画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面をベース部材に設け、マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向の調整を光源ユニット単独で行ってから、画像形成装置本体部に取り付ける構成としたので、画像形成装置本体部へのマルチビーム光源ユニットの取り付け作業を迅速にかつ容易に行うことができる。
【０１１７】
特に、各発光点の配列方向を画像形成装置本体部に取り付ける前に予め副走査方向に揃えることにすれば、画像形成装置本体部にマルチビーム光源ユニットを取り付けてから副走査方向のビームスポットのピッチを調整するという調整操作、ビームスポットのピッチ調整により主走査方向にずれた書き込み開始位置を補償するために、画像形成装置本体部に各レーザビームの走査位置を検出する検出センサを各レーザビーム毎に設けて、各レーザビーム毎に書き込み開始位置を制御するという複雑な構成、各レーザビームの主走査方向の時間的遅延を測定して遅延回路によりレーザビームの駆動制御を行うという複雑な構成を避けることができ、部品点数の低減、画像形成装置本体部への取り付けに要する組立時間の短縮、低コスト化を図ることができる。また、ソフトウエアによる制御の簡単化も図ることができる。
【０１１８】
本発明のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、マルチビーム光源ユニットの組立工程において、ビームスポットの配列方向の調整とコリメートレンズの位置調整とを一緒に行うことができ、光源ユニットの組立作業の効率化を図ることができる。また発光点の配列状態の調整を行った後に、コリメートレンズの位置調整を行うことにすれば、全体としての調整時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 走査光学系の概略構成を示す模式図である。
【図２】 画像記録面上でのビームスポットの配列状態を示す模式図である。
【図３】 マルチビームレーザダイオードの発光点の配列状態を説明するための模式図である。
【図４】 画像記録面上での書き込み開始位置の制御の一例を説明するための説明図である。
【図５】 画像記録面上での書き込み開始位置の制御の他の例を説明するための説明図であり、（ａ）はビームスポットの配列方向と書き込み開始位置との関係を示す図であり、（ｂ）はその発光点の発光タイミングを説明するためのタイミング図である。
【図６】 マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向と設計基準方向との傾きを説明するための図である。
【図７】 本発明に係わる画像形成装置本体部にあらかじめ取り付けられる取り付けブラケットの斜視図である。
【図８】 図７に示す取り付けブラケットの正面図である。
【図９】 図７に示す取り付けブラケットの背面図である。
【図１０】 図７に示す取り付けブラケットの平面図である。
【図１１】 本発明に係わる光源ユニットを正面側から目視したときの分解斜視図である。
【図１２】 本発明に係わる光源ユニットを背面側から目視したときの分解斜視図である。
【図１３】 図１１に示すマルチビームレーザダイオードの拡大平面図である。
【図１４】 本発明に係わるマルチビーム光源ユニットの自動調整装置の要部構成を示す図である。
【図１５】 図１４に示す位置決め基準部材に光源ユニットが取り付けられた状態を示す部分拡大図である。
【図１６】 図１４に示す光源ユニットの調整装置の概略図である。
【図１７】 図１４に示す撮像面に結像されたビームスポットの配列状態を示す説明図である。
【図１８】 図１４に示す調整装置によって調整されたビームスポットの配列状態を示す説明図である。
【図１９】 図１６に示す調整装置の光学系の模式図である。
【図２０】 図１６に示す撮像面に形成されたビームスポットの一例を示す模式図である。
【図２１】 図２０に示す光ビーム分布曲線から重心位置を求めるための一例を示す説明図である。
【図２２】 ビームスポットと撮像面の大きさとの関係を説明するための模式図である。
【図２３】 各発光点の出力を揃えるための一例をグラフ化して示した図である。
【図２４】 ビームスポットの重心位置の計算方法の他の例を説明するための説明図であって、レーザービームの分布曲線を示す図である。
【図２５】 図１４に示す自動調整装置の工程の説明を示すフローチャート図である。
【図２６】 図２５に示す調整処理の詳細手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２７】 図１４に示す自動調整装置の他の工程の説明を示すフローチャート図である。
【図２８】 図２７に示す調整処理の詳細手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２９】 図２６に示す照明光源を照明することによって得られた端縁像の説明図であって、（ａ）はその端縁像が設計基準直線に対して左側に傾いている場合を示し、（ｂ）はその端縁像が設計基準直線に対して左側に傾いている場合を示す。
【図３０】 図１１に示す光源ユニットが取り付けられる画像形成装置本体部の概略構成を示す斜視図である。
【図３１】 図１１に示す光源ユニットが取り付けられた画像形成装置本体部の概略構成を示す斜視図である。
【図３２】 図３１に示す光源ユニットの取り付けブラケットへの取り付け状態を説明するための拡大図である。
【符号の説明】
３０ ベース部材
３１ マルチビームレーザダイオード
３３ コリメートレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置には、レーザ走査光学装置を搭載したものが知られている。そのレーザ走査光学装置には、近時、書き込みの高精度化、書き込みの高速化の要求に伴って、マルチビームレーザダイオードを用いるものが主流となりつつある。
【０００３】
図１はそのレーザ走査光学装置の概略図であり、その図１において、１はマルチビーム光源ユニット、２はポリゴンミラー、３はｆθレンズ、４は感光体（画像記録媒体ともいう）である。マルチビーム光源ユニット１はマルチビームレーザダイオード５とコリメートレンズ６とから大略構成されている。マルチビームレーザダイオード５は複数の発光点からマルチレーザビームＰを出射する。そのマルチレーザビームＰはコリメートレンズ６によって平行光束に変換される。そのマルチレーザビームＰはポリゴンミラー２によって反射されて感光体４の表面（画像記録面ともいう）４ａに導かれる。
【０００４】
そのポリゴンミラー２とｆθレンズ３とは走査光学系の一部を構成し、そのマルチレーザビームＰは、図２に示すように感光体４の表面４ａ上でその主走査方向Ｑ１と直交する副走査方向Ｑ２に所定ピッチＸ１を開けて主走査方向Ｑ１に走査される。この種のレーザ走査光学装置では、感光体４の表面４ａを多数行同時に走査して感光体４の表面４ａ上に書き込みが行われる。
【０００５】
そのレーザ走査光学装置には、書き込みの高精度化、書き込みの高速化に関連して、各レーザビームＰの感光体４の表面４ａ上でのビームスポット１１の径、コリメート性、隣接するビームスポット１１の副走査方向Ｑ２のピッチＸ１、主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置の精度の向上が要求され、その精度は、画像品質の高精度化の要求のもとで益々きびしいものが要求されつつある。
【０００６】
ところで、そのマルチビームレーザダイオード５は図３に示すようにその内部に発光部７を有する。その発光部７には複数個の発光点、例えば４個の発光点７ａ〜７ｄが設けられている。その発光点７ａ〜７ｄは本来的には設計的に予定された仮想直線Ｑ３上に間隔を開けて配列されるものである。その仮想直線Ｑ３は、そのマルチビームレーザダイオード５の金属製ステム８に形成されている鋭角状の一対の切り欠き９、１０の先鋭点９ａ、１０ａを結ぶことによって与えられる。
【０００７】
従来のこの種のマルチビームレーザダイオード５では、各発光点７ａ〜７ｄの間隔が広く、感光体４の表面４ａ上にマルチレーザビームを投影したときにそのビームスポット１１の副走査方向Ｑ２のピッチＸ１が大きくなって、画像品質が粗くなるという不都合があるため、図４に示すように感光体４の表面４ａ上で主走査方向Ｑ１に対してビームスポット１１の配列方向（直線）Ｑ３’が斜めになるように走査光学系（図示を略す）の光軸回りにマルチビームレーザダイオード５を回転調整することによって、副走査方向Ｑ２のピッチＸ１を調整し、副走査方向Ｑ２の書き込み密度（記録密度）を上げて画像品質の向上を図っている。
【０００８】
しかしながら、ビームスポット１１の配列方向（直線）Ｑ３’が副走査方向Ｑ２に対して斜めにずれるようにマルチビームレーザダイオード５を回転調整して、書き込み密度を向上させることとすると、同時に各発光点７ａ〜７ｄを駆動して書き込みを行った場合に、感光体４の表面４ａ上でのビームスポット１１の主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置がずれることになり、かえって、画像品質が劣化する。
【０００９】
そこで、この種のレーザ走査光学装置では、感光体４の表面４ａ上での書き込み開始位置を各ビームスポット毎に揃えるために、例えば、各レーザビームの走査位置を検出する検出センサ１２を各ビームレーザ毎に対応させて配置し、各検出センサ１２の受光タイミングに基づいて各発光点７ａ〜７ｄの発光を制御するようにしている。
【００１０】
すなわち、時刻ｔ＝ｔ０で先頭のビームスポット１１を検出してから各ビームスポット１１の検出時点から時間ｔ０’後に各発光点７ａ〜７ｄの発光制御を行うことにより、感光体４の表面４ａへの主走査方向Ｑ１の書き込み開始位置を揃えている。
【００１１】
また、各発光点７ａ〜７ｄに対応させて検出センサ１２をそれぞれ設ける代わりに、図５（ａ）に示すように主走査方向Ｑ１に最も先行するビームスポット１１に対応させて検出センサ１２を設けると共に、各ビームスポット１１の時間的ズレｔ１、ｔ２、ｔ３をあらかじめ求め、図示を略す遅延制御回路により図５（ｂ）に示すようにその最も先行するビームスポット１１の検出センサ１２による検出時点から残余の発光点７ｂ〜７ｄの発光をその時間的ズレに対応させて遅らせることにより、図５（ａ）に示すように感光体４の表面４ａ上での書き込み開始位置でのビームスポット１１を副走査方向に揃えるようにしている。
【００１２】
しかしながら、この種の走査光学装置では、書き込み開始位置を揃えるための制御回路が複雑化し、コストアップとなるという不都合を招く。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、従来に較べて発光点７ａ〜７ｄの間隔が狭いマルチビームレーザダイオード５が開発されつつある。この種のマルチビームレーザダイオード５を有するマルチビーム光源ユニットでは、発光点７ａ〜７ｄの位置のばらつきは小さいと考えられ、この種のマルチビーム光源ユニットでは、一対の切り欠き９、１０により規定される仮想直線Ｑ３上に発光点７ａ〜７ｄが存在しているときに設計的に予定された設計基準直線の方向に発光点７ａ〜７ｄが配列されているものとして走査光学系にセットされるように設計し、画像形成装置本体部にそのまま取り付けることが考えられる。
【００１４】
しかしながら、それでも、このマルチビームレーザダイオード５はその製造工程上の誤差によって、発光点７ａ〜７ｄが誤差なく仮想直線Ｑ３上に乗っていることは希であり、図６に示すように、発光点７ａ〜７ｄを結ぶ配列方向（直線）Ｑ４が仮りに存在するとしても、その配列方向Ｑ４と仮想直線Ｑ３とは僅かながら傾いており、何らの調整を必要とすることなく発光点７ａ〜７ｄの配列方向を設計基準直線の方向に揃えることは困難である。なお、ここで、符号θはその傾き角度を示している。
【００１５】
また、走査光学系を搭載する画像形成装置本体部にマルチビームレーザダイオード５を取り付ける場合に取り付け誤差が存在するため、副走査方向Ｑ２に対して配列方向Ｑ４が所定角度となるようにマルチビームレーザダイオード５を光軸回りに回転調整して取り付けることができるようにすることが望ましい。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、走査光学系の主走査方向に対するマルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向を設計的に予定された設計基準直線方向に揃えることのできるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法を提供することにある。ことに、マルチビームレーザダイオードの配列方向を走査光学系の副走査方向に容易にかつ設計上の要求精度に支障を生じることなく調整することのできるマルチビーム光源ユニット及びその組立方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のマルチビーム光源ユニットは、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面をベース部材に設け、マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向の調整を光源ユニット単独で行ってから、画像形成装置本体部に取り付ける構成としたので、画像形成装置本体部へのマルチビーム光源ユニットの取り付け作業を迅速にかつ容易に行うことができる。
【００１９】
また、画像形成装置のマルチビーム光源ユニットが故障した場合でも、マルチビーム光源ユニットを交換するのみで、故障を修理することができるので、修理交換作業が容易となる。
【００２０】
請求項２に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記設計基準直線の方向が副走査方向であることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、各発光点の配列方向を画像形成装置本体部に取り付ける前に予め副走査方向に揃えることができるので、画像形成装置本体部にマルチビーム光源ユニットを取り付けてから副走査方向のビームスポットのピッチを調整するという調整操作、ビームスポットのピッチ調整により主走査方向にずれた書き込み開始位置を補償するために、画像形成装置本体部に各ビームレーザの走査位置を検出する検出センサを各レーザービーム毎に設けて、各レーザビーム毎に書き込み開始位置を制御するという複雑な構成、各レーザビームの主走査方向の時間的遅延を測定して遅延回路によりレーザビームの駆動制御を行うという複雑な構成を避けることができ、部品点数の低減、画像形成装置本体部への取り付けに要する組立時間の短縮、低コスト化を図ることができる。また、ソフトウエアによる制御の簡単化も図ることができる。
【００２２】
請求項３に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記マルチビームレーザダイオードはステムを有し、該ステムには位置決め用係合部が設けられ、前記ベース部材には前記ステムの位置決め穴と突き当て基準面とが設けられると共に、前記位置決め用係合部に係合される被係合部を有して前記ステムを押圧する押圧板が取り付けられ、前記マルチビームレーザダイオードが前記押圧板を操作することにより前記位置決め基準穴を中心にして回転調整されることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記ステムに設けられた位置決め用係合部が切り欠きであり、前記被係合部が前記切り欠きに係合する被係合凸片であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載のマルチビーム光源ユニットは、前記ステムに設けられた位置決め用係合部が係合凸片であり、前記被係合部が前記係合凸片に係合する被係合切り欠きであることを特徴とする。
【００２５】
請求項３ないし請求項５に記載のマルチビーム光源ユニットによれば、マルチビームレーザダイオードそのものを押圧板を介して回転させることにしたので、その回転調整を容易に行うことができる。
【００２６】
請求項６に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットの組立方法であって、
前記マルチビームレーザダイオードの前記発光点の配列状態を測定する測定ステップと、
前記発光点の配列状態の測定に基づき前記設計基準直線の方向に前記発光点の配列方向が一致するように前記ベース部材に対して前記マルチビームレーザダイオードを回転調整する回転調整ステップと、
前記マルチビームレーザダイオードの回転調整後に前記ベース部材に対する前記コリメートレンズの位置調整を行って前記マルチビームレーザダイオードに対する前記コリメートレンズの位置決め固定を行う位置決め固定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、発光点の配列状態の調整を行った後に、コリメートレンズの位置調整を行うことにしたので、全体としての調整時間の短縮化を図ることができる。
【００２８】
請求項７に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、
複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットの組立方法であって、
前記マルチビームレーザダイオードの回転調整前に前記コリメートレンズの位置調整を行って前記マルチビームレーザダイオードに対する前記コリメートレンズの位置決めを行う位置決めステップと、
前記マルチビームレーザダイオードの発光点の配列状態を測定する測定ステップと、
前記発光点の配列状態の測定に基づき前記設計基準方向に前記発光点の配列方向が一致するように前記マルチビームレーザダイオードを回転調整する回転調整ステップと、
前記コリメートレンズの位置を確認し、前記マルチビームレーザダイオードに対する位置に不具合があるときに再度前記コリメートレンズの位置決めを行って前記ベース部材に該コリメートレンズを固定する固定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、マルチビーム光源ユニットの組立工程において、ビームスポットの配列方向の調整とコリメートレンズの位置調整とを一緒に行うことができ、光源ユニットの組立作業の効率化を図ることができる。
【００３０】
請求項８に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法は、
前記コリメートレンズの位置調整が各発光点の光学特性の平均置に対して為されることを特徴とする。
【００３１】
請求項８に記載のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、各発光点の光学特性の平均位置にコリメートレンズを置くことにしたので、各発光点の光学特性のばらつきを小さくできる。
【００３２】
請求項９に記載の画像形成装置は、複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整されるマルチビーム光源ユニットが位置決めして取り付けられる位置決め基準部を有する。
【００３３】
請求項９に記載の画像形成装置によれば、調整済みのマルチビーム光源ユニットを画像形成装置本体部に取り付ける際に、走査光学系に対する位置調整作業の簡略化を行うことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図７は本発明に係わるマルチビーム光源ユニットが取り付けられる取り付けブラケットの斜視図である。その図７において、２０は取り付けブラケットである。この取り付けブラケット２０はあらかじめ図３０、図３１に示す画像形成装置本体部に調整されて取り付け固定されている。
【００３５】
その取り付けブラケット２０は底壁部２１と起立壁部２２と側壁部２３、２３とを有する。その底壁部２１には一対の位置決め孔２１ａ、２１ａとネジ挿通孔２１ｂ、２１ｂとが形成されている。
【００３６】
その底壁部２１の底面には図８に示すように位置決め基準部２４が形成されている。この位置決め基準部２４は主走査方向を規定する主走査方向対応基準面２４ａを有している。この位置決め基準部２４は後述する画像形成装置本体部としてのハウジングに形成された位置決め基準部に突き合わされる。
【００３７】
起立壁部２２には円形貫通孔２５が設けられている。その起立壁部２２の背面には、図９、図１０に示すように一対の位置決め基準部２６、２６が貫通孔２５を挟んでその両側に設けられている。この位置決め基準部２６、２６は位置決め基準部２４の主走査方向対応基準面２４ａに対して実質的に垂直な副走査方向対応基準面２６ａを有している。また、起立壁部２２に水平方向に延びる位置決め基準部２６’が設けられている。位置決め基準部２６’は位置決め基準部２４の主走査方向対応基準面２４ａに対して実質的に平行な主走査方向対応基準面２６ａ’を有している。一対の位置決め基準部２６、２６にはネジ挿通孔２７、２７がそれぞれ設けられている。
【００３８】
起立壁部２２の背面側には円形貫通孔２５と同心に円形状筒２８が形成されている。その起立壁部２２の背面側には図１１に示すベース部材３０が取り付けられる。このベース部材３０はマルチビームレーザダイオード３１を保持する。このベース部材３０はその正面側に円形状筒２８に挿通される円形状筒３２を有する。円形状筒２８の内径と円形貫通孔２５の孔径とは同径であり、円形状筒３２の外径は円形貫通孔２５の孔径よりも若干小さく形成されている。
【００３９】
その円形状筒３２にはコリメートレンズ３３を支持する円弧状支持部３４が形成されている。このコリメートレンズ３３はマルチビームレーザダイオード３１から出射されたマルチビームレーザ光を平行光束に変換する役割を果たし、コリメートレンズ３３の円弧状支持部３４への取り付けの詳細については後述する。
【００４０】
その円形状筒３２はその中央に開口３５を有する。円形状筒３２にはマルチレーザビーム光を整形するアパーチャ部材３６が装着される。円形状筒３２には一対の切り欠き３２ａ、３２ａが開口３５を挟んで形成されている。このアパーチャ部材３６には水平方向に長く延びるスリット開口３６ａと一対の切り欠き３２ａ、３２ａに係合する一対の係合片３６ｂ、３６ｂとが形成されている。マルチレーザビームはこの開口３５を通じてコリメートレンズ３３に向けて出射される。
【００４１】
そのベース部材３０の両側には一対の位置決め基準部２６、２６に対応する箇所に一対の位置決め基準部３７、３７が形成されている。その位置決め基準部３７、３７にはネジ孔３８、３８がそれぞれ形成されている。
【００４２】
そのベース部材３０の背面側には図１２に示すように押圧板４０を取り付けるための押圧板取り付け部４１が形成されている。その押圧板４０はその中央に４個の押圧バネ片４０ａと１個の被係合部としての位置決め用被係合凸片４０ｂと一対の貫通孔４０ｃ、４０ｃとを有する。
【００４３】
押圧板取り付け部４１には開口３５と同心の嵌合孔４２が形成されている。この嵌合孔４２にはステム３１Ｂの取り付け基準孔４２ａとステム３１Ｂの突き当て基準面４２ｂとが形成されている。
【００４４】
ここでは、ベース部材３０そのものの下面に位置決め基準部３０ａが設けられている。この位置決め基準部３０ａは主走査方向対応基準面２６ａ’に衝合される。押圧板４０には被把持部４０ｄが設けられている。また、押圧板４０の貫通孔４０ｃ、４０ｃはネジ４３の軸部よりも若干大きな径とされている。マルチビームレーザダイオード３１はその円筒状本体部３１Ａを嵌合孔４２に嵌合させると共にステム３１Ｂを取り付け基準孔４２ａに嵌合させて、突き当て基準面４２ｂに押し当てる。
【００４５】
取り付け基準孔４２ａの孔径はステム３１Ｂの孔径よりも若干大きく形成されると共に、取り付け基準孔４２ａの深さはステム３１Ｂを突き当て基準面４２ｂに押し付けたときにそのステム３１Ｂの背面が押圧板取り付け部４１の背面から突出する程度とされている。
【００４６】
この嵌合孔４２にはマルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａが嵌合される。押圧板取り付け部４１には嵌合孔４２を挟んでその両側に、押圧板４０の貫通孔４０ｃ、４０ｃに対向してネジ孔４１ａ、４１ａが形成されている。この貫通孔４０ｃ、４０ｃの孔径は後述するスプリングワッシャ付きのネジ４３の軸部より若干大径である。
【００４７】
その押圧板４０はマルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａを嵌合孔４２に嵌合させ、押圧バネ片４０ａをマルチビームレーザダイオード３１のステム３１Ｂの背面に当てがって、ネジ４３、４３をネジ孔４１ａ、４１ａに螺合させることによって押圧板取り付け部４１に後述する角度調整終了後に押圧固定される。
[マルチビームレーザダイオード３１の構成]
マルチビームレーザダイオード３１の円筒状本体部３１Ａの内部には、図１３に示すように台座４４が設けられ、この台座４４には長方形状の発光チップ部（発光部）４５が設けられている。この発光チップ部４５にはここでは４個の発光点４５ａ〜４５ｄが設けられている。そのステム３１Ｂには鋭角形状の一対の切り欠き４６、４６が形成されている。その円筒状本体部３１Ａの中心Ｏ１’は発光点４５ａ〜４５ｄの近傍に位置している。
【００４８】
その発光点４５ａ〜４５ｄは本来的には仮想直線Ｑ３上に一定間隔を開けて配列されるものであるが、マルチビームレーザダイオード３１の製造上の誤差によって発光点４５ａ〜４５ｄを結ぶ配列方向Ｑ４はその仮想直線Ｑ３に対して傾いている。その仮想直線Ｑ３はその一対の切り欠き４６、４６の先鋭点４６ａ、４６ａを結ぶことによって与えられる。そのステム３１Ｂには仮想直線Ｑ３と直交する位置に位置決め用係合部としての矩形状の切り欠き４７が形成されている。
【００４９】
この切り欠き４７は押圧板４０の係合片４０ｂと係合し、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を取り付ける際の位置決め基準に用いられる。なお、この発明の実施の形態では、一対の切り欠き４６、４６の鋭角点を結ぶことによって仮想直線Ｑ３を規定しているが、この代わりにステム３１Ｂに鋭角形状の一対の凸部を設けることによって仮想直線Ｑ３を規定しても良い。
【００５０】
また、なお、ステム３１Ｂに位置決め用係合部としての矩形状の切り欠き４７を形成することとしたが、この代わりに矩形状の係合用凸片を形成しても良い。この場合には、押圧板４０に被係合凸片４０ｂを形成する代わりに、係合用凸片に係合する被係合切り欠きを形成することとする。
【００５１】
押圧板４０はそのステム３１Ｂの切り欠き４７に係合片４０ｂが係合するようにしてステム３１Ｂの背面に押し当てられ、ネジ４３によりステム３１Ｂがベース部材３０の突き当て基準面４２ｂに押し付けられる。その押し付け力はマルチビームレーザダイオード３１が嵌合孔４２に対して回転可能な程度の大きさである。マルチビームレーザダイオード３１は角度調整の際にベース部材３０に対して回転されるもので、そのベース部材３０は図１４、図１５に示す自動調整装置の位置決め基準部材６６にセットされる。
【００５２】
この位置決め基準部材６６は位置決め基準面６６ａ、６６ｂを有する。位置決め基準面６６ａにはベース部材３０の位置決め基準部３０ａの基準面が突き当てられ、位置決め基準面６６ｂにはベース部材３０の位置決め基準部３７の基準面が突き当てられる。
【００５３】
[自動調整装置の要部構成]
その図１４において、符号７０は制御回路（制御用パーソナルコンピュータ）、７１はＣＣＤカメラである。ＣＣＤカメラ７１は結像レンズ４８と撮像素子４９としてのＣＣＤとを有する。制御回路７０は画像処理制御部７０ａ、メカニカル機構駆動部７０ｂ、パルスモータ制御部７０ｃを有する。ＣＣＤカメラ７１の出力信号はＣＣＤカメラ駆動装置７２に入力され、ＣＣＤカメラ７１の出力信号はＣＣＤカメラ駆動装置７２を介して画像信号として画像処理制御部７０ａに入力される。
【００５４】
メカニカル機構は、電磁弁７３、７４、７５、エアシリンダ７６、７７、押圧アーム７９、８０、エアーチャック部８１から概略構成されている。押圧アーム７９、８０はベース部材３０を取り付けブラケット２０の起立壁部２２に押しつけ固定する押圧固定片部７９ａ、８０ａを有する。エアーチャック部８１は挟持アーム８２、８３を有し、挟持アーム８２、８３は上下方向から被把持部４０ｄの端部を挟持する。そのエアーチャック部８１は支持台８４に固定支持され、支持台８４はパルスモータ８５によって上下方向に駆動される。パルスモータ８５にはマイクロメータ７８が設けられ、支持台８４はマイクロメータ７８の先端に取り付けられている。
【００５５】
メカニカル機構駆動部７０ｂはバルブ開閉信号を電磁弁７３、７４、７５に向けて出力し、エアシリンダ７６、７７はその電磁弁７３、７４によってエアーの供給方向が切り換えられ、これによって、押圧アーム７９、８０はベース部材３０を取り付けブラケット２０に押しつける方向とその逆方向とに切り換えられる。エアーチャック部８１はその電磁弁７５によってエアーの供給が切り換えられ、これによって、挟持アーム８２、８３は上下方向から被把持部４０ｄ端部を挟持する方向と、被把持部４０ｄの端部の挟持を解除する方向との間で駆動される。
【００５６】
パルスモータ制御部７０ｃはパルスモータ駆動装置８６を制御し、パルスモータ８５はそのパルス駆動モータ駆動装置８６によって制御される。
【００５７】
この自動調整装置には、ここでは、照明光源８７と照明レンズ鏡筒８８とが設けられている。その照明レンズ鏡筒８８には照明用レンズ８９が設けられ、この照明用レンズ８９には光ファイバ９０を介して照明光源８７の照明光が導かれる。その照明用レンズ８９はその照明光を収束して発光チップ部４５を照明するようになっている。
【００５８】
この発光チップ部４５の照明光により反射された発光チップ部４５の反射像をＣＣＤカメラ７１によって受像し、この発光チップ部４５の端縁像（後述する）の傾きを計算することによってマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０に対する回転調整を行っても良い。これらの角度調整手順は後述することにし、先に各発光点４５ａ〜４５ｄを発光させて角度調整を行う角度調整の概略を説明する。
[マルチビーム光源ユニットの角度調整の概略説明]
図１６はそのマルチビームレーザダイオードの調整方法に用いる調整装置の模式図である。この調整装置は、集光レンズ（結像レンズ）４８と撮像素子４９とを有する。光源ユニット１９はその位置決め基準部３０ａの基準面が位置きめ基準面６６ａに突き合わされて調整装置にセットされる。
【００５９】
この調整装置に光源ユニット１９をセットした状態で、光硬化型接着剤（紫外線硬化型接着剤）が塗布された円弧状支持部３４にコリメータレンズ３３を配置する。そのコリメータレンズ３３は図示を略すコリメータレンズ把持アームに把持されて円弧状支持部３４上の設計上予定された初期位置に配置される。これを仮調整という。そのコリメータレンズ把持アームは３軸方向に独立制御可能な３軸移動ステージに設けられている。
【００６０】
この状態で、マルチビームレーザダイオード３１の各端子３１ｃに駆動電圧を同時に印加する。これにより、各発光点４５ａ〜４５ｄが発光されて画像記録面４ａに相当する撮像面４９ａ上に、図１７に示すように各発光点４５ａ〜４５ｄに対応するビームスポット５２〜５５が形成される。
【００６１】
ここでは、仮想直線Ｑ３は設計上の取り付け誤差がないとしたときに副走査方向Ｑ２、すなわち、設計基準直線に一致している。各発光点４５ａ〜４５ｄは製造上の誤差によってばらついており、各ビームスポット５２〜５５の撮像面４９ａ上での主走査方向Ｑ１の位置、副走査方向Ｑ２の間隔は一定ではないと考えられ、必ずしも、各ビームスポット５２〜５５の配列状態としての配列方向Ｑ４が存在するとは限らない。
【００６２】
そこで、ここでは、発光点４５ａ〜４５ｄのうちの最も遠く離れている二個の発光点４５ａ、４５ｄを結んで得られる（ビームスポット５２、５５を結んで得られる）直線を配列方向Ｑ４とみなして、この配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する角度θを測定する。
【００６３】
すなわち、ビームスポット５２とビームスポット５３との副走査方向の間隔をｘ２、ビームスポット５２とビームスポット５４との副走査方向の間隔をｘ３、ビームスポット５２とビームスポット５５との副走査方向の間隔をｘ４とし、ビームスポット５２とビームスポット５３との主走査方向の間隔をｙ２、ビームスポット５２とビームスポット５４との主走査方向の間隔をｙ３、ビームスポット５２とビームスポット５５との主走査方向の間隔をｙ４とすると、角度θは以下の式に基づいて求められる。
【００６４】
θ＝ｔａｎ−１（ｙ４／ｘ４）
この発光点４５ａ〜４５ｄのうちの最も遠く離れている二個の発光点４５ａ、４５ｄを結んで得られる直線（ビームスポット５２、５５を結んで得られる直線）を配列方向Ｑ４とみなす代わりに、最小２乗法により近似直線を求めて、この最小２乗法により得られた近似直線を配列方向Ｑ４として用いて、配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する角度θを求めても良い。
θ＝（Σ（ｘ’ｉ×ｙ’ｉ）−Σ（ｘ’ｉ×ｙ’ｉ）／Ｎ）／（Σｘ’ｉ２−（Σｘ’ｉ）２）／Ｎ）
符号Ｎは発光点の個数（ここではＮ＝４）であり、符号ｘ’ｉ、ｙ’ｉは各発光点のＸ方向、ｙ方向の位置、ｉ＝１からＮである。
【００６５】
次に、このようにして求められた角度θに基づいて、マルチビームレーザダイオード３１を角度θだけ回動させ、副走査方向Ｑ２に配列方向Ｑ４が一致するように調整する。
【００６６】
ビームスポット５２〜５５の主走査方向Ｑ１の間隔ｙ２〜ｙ４が規格σ外である場合、すなわち、ビームスポットの配列状態が適正でない場合には、再度ベース部材３０の角度調整を行うと共にコリメートレンズ３３の位置調整を行う。この調整作業終了後、ネジ４３、４３を増し締めし、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を回動不能に固定する。
【００６７】
次に、回転中心に対してコリメートレンズ３３の光軸を一致させるためにコリメートレンズ３３のｘ方向位置調整、ｙ方向位置調整を行うと共に、コリメートレンズ３３のｚ方向位置（光軸方向位置）の調整を行う。このコリメートレンズ３３の光軸方向位置調整は各発光点４５ａ〜４５ｄをコリメートレンズ３３の焦点位置（焦点面）に合わせて、コリメート性を高めるために行うものである。これを本調整という。これらの位置調整は既述の３軸移動ステージを用いて行う。
【００６８】
このコリメートレンズ３３の位置調整は、各発光点４５ａ〜４５ｄごとに行ってその最適位置を求め、この最適位置の平均値を代表特性として用いるものであり、コリメートレンズ３３はその平均値に位置される。
【００６９】
このコリメートレンズ３３の位置調整後、図示を略す紫外線照射装置により、紫外線（ＵＶ光）をコリメートレンズ３３を上方から照射してコリメートレンズ３３を透過した紫外線により紫外線硬化型樹脂を硬化させ、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に接着固定する。
【００７０】
そして、マルチビームレーザダイオード３１を消灯し、調整作業を終了する。
【００７１】
これらの調整作業によって、図１８に示すように、ビームスポット５２〜５５が実質的に副走査方向Ｑ２に一直線に並び、画像記録面４ａ上での書き込み開始位置が揃えられることになる。このものによれば、ビームスポット５２〜５５の書き込み開始位置が揃えられるので、画像形成装置本体部の制御回路、駆動回路の構成の簡単化を図ることができる。
【００７２】
すなわち、マルチビーム光源ユニット組立調整工程では、マルチビームレーザダイオード３１の発光点４５ａ〜４５ｄの配列状態を測定する測定と、発光点４５ａ〜４５ｄの配列状態の測定に基づき設計基準方向に発光点４５ａ〜４５ｄの配列方向が一致するようにマルチビームレーザダイオード３１を回転調整する回転調整と、マルチビームレーザダイオード３１の回転調整後にコリメートレンズ３３の位置調整を行ってマルチビームレーザダイオード３１に対するコリメートレンズ３３の位置決めを行う位置決めとが行われる。なお、アパーチャ部材３６はこの調整後に組み付けられる。
【００７３】
ここでは、配列状態としての配列方向Ｑ４を評価することとしたが、ベース部材３０を所定角度毎回転させて、主走査方向Ｑ１の間隔（偏差）ｙ２、ｙ３、ｙ４をそれぞれ求め、この偏差ｙ２、ｙ３、ｙ４のうちの最大偏差が最小となる角度θを発光点４５ａ〜４５ｄの配列方向Ｑ４とみなして、これによって、この方向にマルチビームレーザダイオード３１を回転調整して、ビームスポット５２〜５５の書き込み開始位置を揃える構成とすることもできる。
[マルチビーム光源ユニットの調整装置の詳細説明]
図１９はその調整装置の光学系を模式的に示している。ここで、ｆｃｏはコリメートレンズ３３の後側焦点距離、ｆｃｏ’はコリメートレンズ３３の前側焦点距離、ｆ１は集光レンズ４８の前側焦点距離、ｆ１’は集光レンズ４８の後側焦点距離である。撮像素子４９の撮像面（エリア型受像面）４９ａは集光レンズ４８の後側焦点距離ｆ１に位置されている。その集光レンズ４８の前側焦点位置はコリメートレンズ３３の後側焦点位置に実質的に一致されている。
【００７４】
このように、光学系を配置すると、マルチビームレーザダイオード３１の各発光点４５ａ〜４５ｄから出射されたマルチレーザビームはコリメートレンズ３３によって実質的に平行光束に変換され、全ての発光点４５ａ〜４５ｄから出射された各レーザビームが集光レンズ４８によって撮像面４９ａに実質的に拡大して集光結像される。従って、各ビームスポットの位置を高精度で測定することが可能となる。
【００７５】
図２０はその撮像面４９ａに形成されたビームスポット５２の拡大図を示している。その各ビームスポットの位置は重心位置を演算することによって求められる。そのビームスポット１１の重心位置の演算の一例を以下に説明する。
【００７６】
撮像面４９ａの各画素を符号Ｚｉｊによって定義する。Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｎｊは主走査方向Ｑ１に配列された画素を意味し、Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍは副走査方向Ｑ２に配列された画素を意味し、符号ｉ（１からｎまでの整数）は左側から数えてｉ番目を意味し、符号ｊ（１からｍまでの整数）は下から数えてｊ番目であることを意味している。
【００７７】
そこで、主走査方向Ｑ１に配列されている各画素Ｚ１ｊ、Ｚ２ｊ、…、Ｚｉｊから出力された出力信号の総和Ｗｊ（Ｗｊ＝Ｚ１ｊ＋Ｚ２ｊ＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｎｊ）を副走査方向Ｑ２についてｊ＝１からｊ＝ｍまで順次求めると、副走査方向Ｑ２の光ビーム強度分布曲線Ｂ１を求めることができる。また、副走査方向Ｑ２に配列されている各画素Ｚｉ１、Ｚｉ２、…、Ｚｉｊ、…、Ｚｉｍから出力された出力信号の総和Ｗｉ（Ｗｉ＝Ｚｉ１＋Ｚｉ２＋…＋Ｚｉｊ＋…＋Ｚｉｍ）を主走査方向Ｑ１についてｉ＝１からｉ＝ｎまで順次求めると、主走査方向Ｑ１の光ビーム強度分布曲線Ｂ２を求めることができる。
【００７８】
図２１はこのビーム強度分布曲線Ｂ２に対して閾値Ｐ１ｈを設定し、この閾値Ｐ１ｈを横切る強度に対応する主走査方向Ｑ１の画素の番地Ｘ１、Ｘ２を特定し、この番地Ｘ１と番地Ｘ２との和の平均値に相当する画素の番地Ｘｉｍを求める。これにより、ビームスポット１１の主走査方向の重心位置（中心位置）Ｏ１が求められる。同様の処理をビーム強度分布曲線Ｂ１について行うことにより、副走査方向の重心位置（中心位置）が求められる。なお、その閾値Ｐ１ｈはピークＰｍａｘからｅ（自然対数）の２乗分の１のところに設定する。
【００７９】
このように、撮像面４９ａに結像されたビームスポット１１の全体のビーム形状に基づいて、その重心位置を演算しているので、その演算精度を高めるために、撮像面４９ａ上での各ビームスポットの結像面積が画素の面積の十倍以上となるように光学系を構成することが望ましい。
【００８０】
すなわち、図２２に示すように、撮像面４９ａ上でのビームスポットの主走査方向のビーム径をＷｍ、撮像面４９ａ上でのビームスポット１１の副走査方向のビーム径をＷｓ、スリット開口３６ａを通過後のレーザビームの主走査方向のビーム径をＤｍ’、同じく副走査方向のビーム径をＤｓ’、マルチビームレーザダイオード３１の発振波長をλとしたとき、
Ｗｍ＝（ｆ１×λ）／（π×Ｄｍ’）
Ｗｓ＝（ｆ１×λ）／（π×Ｄｓ’）
の式に基づき、主走査方向、副走査方向のビーム径を演算し、
π×Ｗｍ×Ｗｓ＞画素の面積×１０
となるように調整装置の光学系を設計する。
【００８１】
また、最も離れた発光点４５ａと発光点４５ｄとの主走査方向のピッチずれ量をＰＬＤＡｍ、発光点４５ａと発光点４５ｄとの副走査方向のピッチずれ量をＰＬＤＡｓ、撮像面４９ａ上での発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５との主走査方向のピッチをＰｃｃｄｍ、撮像面４９ａ上での発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５との副走査方向のピッチをＰｃｃｄｓとし、Ｐｃｃｄｍ＝（ｆ１／ｆｃｏ）×ＰＬＤＡｍ、Ｐｃｃｄｓ＝（ｆ１／ｆｃｏ）×ＰＬＤＡｓの式に基づき、ピッチずれ量を演算して、発光点４５ａのビームスポット５２と発光点４５ｄのビームスポット５５とが撮像面４９ａからはみでないように、以下の関係式を満足するように、光学系の倍率を設定する。
Ｐｃｃｄｍ×（Ｎ−１）＋Ｗｍ＜Ｌｍ
Ｐｃｃｄｓ×（Ｎ−１）＋Ｗｓ＜Ｌｓ
ここで、Ｌｍは横方向（主走査方向）の撮像面４９ａの全長、Ｌｓは縦方向（副走査方向）の撮像面４９ａの全長、Ｎは発光点の個数であり、ここでは、Ｎ＝４である。
【００８２】
このように光学系の倍率を設定すると、１個の撮像素子４９で４個の発光点４５ａ〜４５ｄの評価を同時に行うことができることになり、効率的である。
【００８３】
また、発光点４５ａ〜４５ｄを同時に点灯させる場合、各発光点４５ａ〜４５ｄの発光出力が実質的に等しくなるように以下に説明する制御を行う。まず、各発光点４５ａ〜４５ｄの任意の１個を点灯させて、その点灯された発光点に基づく撮像素子４９の出力を検出して基準出力Ｐ１として記憶する。
【００８４】
次に、そのすでに点灯されている発光点をそのままの状態として、残りの発光点のうちの１個を点灯させて撮像素子４９の出力がその基準出力Ｐ１の２倍となるようにレーザ駆動制御回路を調整する。この制御調整を４個の発光点４５ａ〜４５ｄについて順次行い、基準出力Ｐ１の４倍となるように、レーザ駆動制御回路を調整する。一般に、Ｎ個の発光点がある場合には、図２３に示すように基準出力Ｐ１のＮ倍となるようにレーザ駆動制御回路を設定する。
【００８５】
このようにレーザ駆動制御回路を設定すれば、撮像面４９ａ上での各ビームスポットの強度を一定にすることができ、その各ビームスポット５２〜５５の位置の評価を正確に行うことができることになる。
[ビームスポットの重心位置の計算方法の他の例]
図２４において、ビームスポットの主走査方向の重心位置をＯ１、副走査方向の重心位置をＯ２、主走査方向の１画素の大きさをＧｉ、副走査方向の１画素の大きさをＧｊ、副走査方向に積和して得られた閾値をＰ１ｈ、主走査方向に積和して得られた閾値をＰ２ｈとして、下記の式に基づきビームスポットの主走査方向の重心位置Ｏ１、副走査方向の重心位置Ｏ２を求めても良い。閾値Ｐ１ｈ、Ｐ２ｈは最大値Ｐｍａｘの１／ｅに設定する。
【００８６】
【数１】
【数２】
この計算方法によれば、高精度でビームスポットの中心位置を求めることができ、とくに、ビームスポットの形状がくずれている場合であっても、精度良くビームスポットの中心を求めることができる。
[マルチビームレーザダイオード３１の角度調整手順の詳細説明…マルチビームレーザダイオード３１を点灯させて回転調整する場合]
図２５、図２６はその回転調整手順の説明図である。
【００８９】
図２５に示すように、光源ユニット（マルチビームレーザダイオード３１を仮止めしたベース部材３０）１９を調整装置の位置決め基準部材６６にセットする（Ｓ．１）。次に、図示を略すスタートスイッチをオンにする（Ｓ．２）。すると、エアシリンダ７６、７７が駆動され、ベース部材３０が位置決め基準部材６６に押圧固定される（Ｓ．３）。次いで、被把持部４０ｄが挟持アーム８２、８３によって挟持される（Ｓ．４）。次に、レーザーダイオード３１の各端子３１Ｃに図示を略すレーザー駆動コネクタを接続する（Ｓ．５）。このレーザー駆動コネクタを図示を略すエアシリンダによって自動的に各端子３１Ｃに接続しても良い。これによって、各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯される（Ｓ．６）。次に、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に配置し、コリメートレンズ３３の仮調整を行う（S.7）。
【００９０】
各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯されると、図２６の手順で示す調整処理に移行する（Ｓ．８）。
【００９１】
図２６に示すように、各発光点４５ａ〜４５ｄが点灯されると、ＣＣＤ画像の取り込みが実行される（Ｓ．８１）。すなわち、画像処理制御部７０ａにＣＣＤの画像が取り込まれ、各ビームスポットの中心位置Ｏ１、Ｏ２が演算される（Ｓ．８２）。この中心位置Ｏ１、Ｏ２の演算には、図２０を参照しつつ説明した重心位置の演算方法、図２４を用いて説明した重心位置の演算方法のいずれを用いても良い。そして、次に、配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する傾き角θを演算する（Ｓ．８３）。この配列方向Ｑ４の仮想直線Ｑ３に対する傾き角θの演算には、この発明の実施の形態で説明したいずれのものをも用いることができる。
【００９２】
次に、傾き角θが規格内かどうかを判断する（Ｓ．８４）。この傾き角θが規格内の場合には調整を終了し、Ｓ．９に移行して、ネジ４３、４３を増し締めしてベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を固定する。これは、自動・手動のいずれでも良い。
【００９３】
傾き角θが規格内にないときには、画像処理制御部７０ａはパルスモータ回転駆動量を算出する（Ｓ．８５）。そのパルスモータ回転駆動量は、例えば回転中心Ｏ１’からマイクロメータ７８の中心軸までの距離Ｌ０と傾き角θとに基づいて算出する。そのパルスモータ回転駆動量データはパルスモータ制御部７０ｃに送信され、これによって、パルスモータ駆動装置８６が制御され、パルスモータ８５がそのパルスモータ回転駆動量分だけ回転駆動され、マイクロメータ７８が昇降される（Ｓ．８６）。
【００９４】
マイクロメータ７８の昇降動に伴って、挟持アーム８２、８３が昇降し、これによって、マルチビームレーザダイオード３１が回転中心Ｏ１’を中心に回動される。
【００９５】
ネジ４３と貫通孔４０ｃ、４０ｃとの間には若干の遊びがあり、かつ、係合片４０ｂが切り欠き４７に係合しているので、しかも、マルチビームレーザダイオード３１はベース部材３０に回転可能に押し付けられている程度なので、マイクロメータ７８が昇降すると、被把持部４０ｄの端部に加わる上下方向の力によって、マルチビームレーザダイオード３１が嵌合孔４２の中心軸を中心にして回転される。
【００９６】
そして、Ｓ．８１に移行して、再度Ｓ．８１ないしＳ．８４の処理を繰り返し、Ｓ．８４において、傾き角θが規格内に入ったときには、Ｓ．９に移行し、傾き角θがなお規格外のときには、Ｓ．８５以降の処理を繰り返す。
【００９７】
Ｓ．９のネジ４３、４３の増し締めによるマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０への固定が終了すると、挟持アーム８２、８３による被把持部４０ｄの挟持を解放する（Ｓ．１０）。
【００９８】
その後、傾き角θが規格内にあるか否かの検査を行い（Ｓ．１１）、傾き角θが規格外のときには、ネジ４３、４３を緩めて再度Ｓ．８に移行し、Ｓ．８〜Ｓ．１１の処理を繰り返す。
【００９９】
Ｓ．１１において、傾き角θが規格内にあるときには、Ｓ．１２に移行して、コリメートレンズ３３の本調整を行う。そして、発光点４５ａ〜４５ｄの消灯を行った後（S.１３）、各端子３１ｃからレーザー駆動コネクタを取り外す（Ｓ．１４）。その後、位置決め基準部材６６に対するベース部材３０の押圧固定を解除する（Ｓ．１５）。そして、調整装置から光源ユニット１９を取り外す（Ｓ．１６）。
[マルチビームレーザダイオード３１の回転調整手順の説明…発光チップ部の端縁像を見て回転調整する場合]
図２７、図２８は発光チップ部４５の端縁像の傾きを測定することによってマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０に対する回転調整手順の説明図である。
【０１００】
図２７に示すように、マルチビームレーザダイオード３１をベース部材３０にネジ４３、４３によって仮り止めした光源ユニット１９を調整装置の位置決め基準部材６６にセットする（Ｓ．１’）。次に、図示を略すスタートスイッチをオンにする（Ｓ．２’）。次いで、ベース部材３０を位置決め基準部材６６に押圧固定し（Ｓ．３’）、次いで、被把持部４０ｄを挟持アーム８２、８３によって挟持する（Ｓ．４’）。次いで、照明光源８７を点灯させる（Ｓ．５’）。この照明光源８７によって、図２９（ａ）、（ｂ）に示す発光チップ部４５の像が受像される（Ｓ．６’）。
【０１０１】
画像処理制御部７０ａはこの発光チップ部の像を取り込む（Ｓ６１’）。次いで、画像処理部７０ａは二値化処理を行い（Ｓ．６２’）、エッジ検出を行う（Ｓ．６３’）。これによって、発光チップ部４５の端縁像４５ｐ、４５ｑ、４５ｒ、４５ｓが強調される。この端縁像４５ｐ、４５ｑ、４５ｒ、４５ｓの各角点４５ｐ’、４５ｑ’、４５ｒ’、４５ｓ’の座標値（ｘ１’、ｙ１’）、（Ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）、（ｘ４’、ｙ４’）に基づき、傾き直線Ｑ４の傾き角θを下記演算式に基づき演算する（Ｓ．６４’）。
【０１０２】
【数３】
【数４】
次に、傾き角θが規格内にあるか否かを判断し（Ｓ．６５’）、この傾き角θが規格内の場合には調整を終了し、ネジ４３、４３を増し締めし（Ｓ．７’）、ベース部材３０にマルチビームレーザダイオード３１を固定する。
【０１０５】
傾き角θが規格内にないときには、パルスモータ回転駆動量を算出し（Ｓ．６６’）、そのパルスモータ回転駆動量分だけ、マイクロモータ７８が昇降される（Ｓ．６７’）。
【０１０６】
これによって、挟持アーム８２、８３が昇降し、ベース部材３０が回転中心Ｏ１’を中心に回動される。そして、Ｓ．６１’に移行して、再度Ｓ．６１’ないしＳ．６５’の処理を繰り返し、Ｓ．６５’において、傾き角θが規格内に入ったときには、Ｓ．７’に移行し、傾き角θがなお規格外のときには、Ｓ．６６’以降の処理を繰り返す。
【０１０７】
Ｓ．７’のネジ４３、４３の増し締めによるマルチビームレーザダイオード３１のベース部材３０への固定が終了すると、挟持アーム８２、８３による被把持部３０ｄの挟持を解放し（Ｓ．８’）、その後、傾き角θが規格内にあるか否かの検査を行い（Ｓ．９’）、傾き角θが規格外のときには、ネジ４３、４３を緩めて再度Ｓ．６’に移行し、Ｓ．６’〜Ｓ．９’の処理を繰り返す。
【０１０８】
Ｓ．９’において、傾き角θが規格内にあるときには、Ｓ．１０’に移行して、照明光源８７の消灯を行った後、位置決め基準部材６６に対するベース部材３０の押圧固定を解除する（Ｓ．１１’）。その後、調整装置から香華乳ニット１９を取り外す（Ｓ．１２’）。
【０１０９】
なお、この端縁像に基づく回転調整では、ＣＣＤカメラ７１を用いて撮像し、自動的に回転調整を行うことにしたが、目視により回転調整を行う構成としても良い。
[マルチビーム光源ユニット１９のコリメートレンズ３３の調整方法]
コリメートレンズ３３の位置調整は、発光チップ部４５の端縁像の測定に基づく回転調整後に行う。コリメートレンズ３３は図示を略す整列供給装置に整列され、１個ずつ図示を略すコリメータレンズ把持アームにより整列供給装置から取り出され、円弧状支持部３４に搬送される。円弧状支持部３４には光硬化型接着剤（紫外線硬化型接着剤）が塗布され、そのコリメータレンズ３３は円弧状支持部３４上の設計上予定された初期位置に配置される。
【０１１０】
次に、回転中心に対してコリメートレンズ３３の光軸を一致させるためにコリメートレンズ３３のｘ方向位置調整、ｙ方向位置調整を行うと共に、コリメートレンズ３３のｚ方向位置（光軸方向位置）の調整を行う。このコリメートレンズ３３の光軸方向位置調整は各発光点４５ａ〜４５ｄをコリメートレンズ３３の焦点位置（焦点面）に合わせて、コリメート性を高めるために行うものである。
【０１１１】
このコリメートレンズ３３の位置調整は、各発光点４５ａ〜４５ｄごとに行ってその最適位置を求め、この最適位置の平均値を代表特性として用いるものであり、コリメートレンズ３３はその平均値に位置される。
【０１１２】
このコリメートレンズ３３の位置調整後、図示を略す紫外線照射装置の光ファイバーにより、平行光束としての紫外線（ＵＶ光）をコリメートレンズ３３の上方から照射してコリメートレンズ３３を透過した紫外線により紫外線硬化型樹脂を硬化させつつエアー冷却し、コリメートレンズ３３を円弧状支持部３４に接着固定する。
[画像形成装置本体部の概略構成]
図３０、図３１は画像形成装置本体部のハウジングの概略構成を示し、図３０は光源ユニット１９をハウジング５６に取り付ける前の状態を示し、図３１は光源ユニット１９をハウジング５６に取り付けた状態を示す。
【０１１３】
このハウジング５６には走査光学系５７が搭載されている。その走査光学系５７はポリゴンミラー５８とｆθレンズ５９とから概略構成されている。そのハウジング５６の底壁には位置決め基準部６０が設けられている。この位置決め基準部６０には一対の位置決めピン６１、６１と一対のネジ孔６２、６２とが図３０に示すように形成されている。取り付けブラケット２０は図３０に示すようにその位置決め基準部２４の基準面が位置決め基準部６０の基準面に突き合わされ、かつ、位置決めピン６１、６１により位置決めされて、ネジ６３により位置決め基準部６０にあらかじめ固定されている。
【０１１４】
そのハウジング５６の一側壁には主走査方向Ｑ１に沿う方向に延びる開口６４が形成され、マルチビームレーザダイオード３１を駆動して同時に各発光点４５ａ〜４５ｄを発光させると、マルチレーザビームがポリゴンミラー５８により主走査方向Ｑ１に偏向されてｆθレンズ５９、開口６４を透過して記録媒体としての感光体ドラム６５の感光面６５ａに照射され、その感光面６５ａに４個のビームスポット１１が形成される。この４個のビームスポット１１は、マルチビームレーザダイオード３１の各発光点４５ａ〜４５ｄが副走査方向Ｑ２に調整されているので、感光面６５ａ上で副走査方向Ｑ２に実質的に揃っている。
【０１１５】
その光源ユニット１９は図３２に示すようにスプリングワッシャ付きのネジ４７’により起立壁部２２に固定され、これによって、光源ユニット１９が図３１に示すように画像形成装置本体部に組み付けられる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明のマルチビーム光源ユニットによれば、画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面をベース部材に設け、マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向の調整を光源ユニット単独で行ってから、画像形成装置本体部に取り付ける構成としたので、画像形成装置本体部へのマルチビーム光源ユニットの取り付け作業を迅速にかつ容易に行うことができる。
【０１１７】
特に、各発光点の配列方向を画像形成装置本体部に取り付ける前に予め副走査方向に揃えることにすれば、画像形成装置本体部にマルチビーム光源ユニットを取り付けてから副走査方向のビームスポットのピッチを調整するという調整操作、ビームスポットのピッチ調整により主走査方向にずれた書き込み開始位置を補償するために、画像形成装置本体部に各レーザビームの走査位置を検出する検出センサを各レーザビーム毎に設けて、各レーザビーム毎に書き込み開始位置を制御するという複雑な構成、各レーザビームの主走査方向の時間的遅延を測定して遅延回路によりレーザビームの駆動制御を行うという複雑な構成を避けることができ、部品点数の低減、画像形成装置本体部への取り付けに要する組立時間の短縮、低コスト化を図ることができる。また、ソフトウエアによる制御の簡単化も図ることができる。
【０１１８】
本発明のマルチビーム光源ユニットの組立方法によれば、マルチビーム光源ユニットの組立工程において、ビームスポットの配列方向の調整とコリメートレンズの位置調整とを一緒に行うことができ、光源ユニットの組立作業の効率化を図ることができる。また発光点の配列状態の調整を行った後に、コリメートレンズの位置調整を行うことにすれば、全体としての調整時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 走査光学系の概略構成を示す模式図である。
【図２】 画像記録面上でのビームスポットの配列状態を示す模式図である。
【図３】 マルチビームレーザダイオードの発光点の配列状態を説明するための模式図である。
【図４】 画像記録面上での書き込み開始位置の制御の一例を説明するための説明図である。
【図５】 画像記録面上での書き込み開始位置の制御の他の例を説明するための説明図であり、（ａ）はビームスポットの配列方向と書き込み開始位置との関係を示す図であり、（ｂ）はその発光点の発光タイミングを説明するためのタイミング図である。
【図６】 マルチビームレーザダイオードの発光点の配列方向と設計基準方向との傾きを説明するための図である。
【図７】 本発明に係わる画像形成装置本体部にあらかじめ取り付けられる取り付けブラケットの斜視図である。
【図８】 図７に示す取り付けブラケットの正面図である。
【図９】 図７に示す取り付けブラケットの背面図である。
【図１０】 図７に示す取り付けブラケットの平面図である。
【図１１】 本発明に係わる光源ユニットを正面側から目視したときの分解斜視図である。
【図１２】 本発明に係わる光源ユニットを背面側から目視したときの分解斜視図である。
【図１３】 図１１に示すマルチビームレーザダイオードの拡大平面図である。
【図１４】 本発明に係わるマルチビーム光源ユニットの自動調整装置の要部構成を示す図である。
【図１５】 図１４に示す位置決め基準部材に光源ユニットが取り付けられた状態を示す部分拡大図である。
【図１６】 図１４に示す光源ユニットの調整装置の概略図である。
【図１７】 図１４に示す撮像面に結像されたビームスポットの配列状態を示す説明図である。
【図１８】 図１４に示す調整装置によって調整されたビームスポットの配列状態を示す説明図である。
【図１９】 図１６に示す調整装置の光学系の模式図である。
【図２０】 図１６に示す撮像面に形成されたビームスポットの一例を示す模式図である。
【図２１】 図２０に示す光ビーム分布曲線から重心位置を求めるための一例を示す説明図である。
【図２２】 ビームスポットと撮像面の大きさとの関係を説明するための模式図である。
【図２３】 各発光点の出力を揃えるための一例をグラフ化して示した図である。
【図２４】 ビームスポットの重心位置の計算方法の他の例を説明するための説明図であって、レーザービームの分布曲線を示す図である。
【図２５】 図１４に示す自動調整装置の工程の説明を示すフローチャート図である。
【図２６】 図２５に示す調整処理の詳細手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２７】 図１４に示す自動調整装置の他の工程の説明を示すフローチャート図である。
【図２８】 図２７に示す調整処理の詳細手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２９】 図２６に示す照明光源を照明することによって得られた端縁像の説明図であって、（ａ）はその端縁像が設計基準直線に対して左側に傾いている場合を示し、（ｂ）はその端縁像が設計基準直線に対して左側に傾いている場合を示す。
【図３０】 図１１に示す光源ユニットが取り付けられる画像形成装置本体部の概略構成を示す斜視図である。
【図３１】 図１１に示す光源ユニットが取り付けられた画像形成装置本体部の概略構成を示す斜視図である。
【図３２】 図３１に示す光源ユニットの取り付けブラケットへの取り付け状態を説明するための拡大図である。
【符号の説明】
３０ ベース部材
３１ マルチビームレーザダイオード
３３ コリメートレンズ
Claims (5)
- 複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整され、
前記マルチビームレーザダイオードはステムを有し、該ステムには位置決め用係合部が設けられ、前記ベース部材には前記ステムの位置決め穴と突き当て基準面とが設けられると共に、前記位置決め用係合部に係合される被係合部を有して前記ステムを押圧する押圧板が取り付けられ、前記マルチビームレーザダイオードが前記押圧板を操作することにより前記位置決め穴を中心にして回転調整されることを特徴とするマルチビーム光源ユニット。 - 前記ステムに設けられた位置決め用係合部が切り欠きであり、前記被係合部が前記切り欠きに係合する被係合凸片であることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光源ユニット。
- 前記ステムに設けられた位置決め用係合部が係合凸片であり、前記被係合部が前記係合凸片に係合する被係合切り欠きであることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光源ユニット。
- 前記設計基準直線の方向が副走査方向であることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光源ユニット。
- 複数の発光点からマルチレーザビームを出射可能なマルチビームレーザダイオードを回転可能に支持すると共に該マルチビームレーザダイオードから出射されたマルチビームレーザを平行光束に変換するコリメートレンズを備えかつ画像形成装置本体部の基準面に突き合わされる基準面を有して前記画像形成装置本体部に取り付けられるベース部材が設けられ、該ベース部材に前記マルチビームレーザダイオードを位置決めした後、前記マルチビームレーザダイオードを回転させることにより、前記発光点の配列方向が設計的に予定された設計基準直線の方向に実質的に平行に調整され、
前記マルチビームレーザダイオードはステムを有し、該ステムには位置決め用係合部が設けられ、前記ベース部材には前記ステムの位置決め穴と突き当て基準面とが設けられると共に、前記位置決め用係合部に係合される被係合部を有して前記ステムを押圧する押圧板が取り付けられ、前記マルチビームレーザダイオードが前記押圧板を操作することにより前記位置決め穴を中心にして回転調整されるマルチビーム光源ユニットが位置決めして取り付けられる位置決め基準部を有することを特徴とする画像形成装置。
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