JP6214204B2 - 光走査装置およびその製造方法並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被走査面を複数のビームにより走査する光走査装置およびその製造方法並びに画像形成装置に関する。

近年、レーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置において、高解像度の画像をより高速に形成することが求められてきている。このような要求に答えるため、画像形成装置に半導体レーザアレイ等の複数の発光部を有する光源を用い、被走査面（感光ドラム面）における副走査方向の複数の位置での走査を同時に行う光走査装置がよく用いられている。

上記のような光走査装置においては、感光ドラム面に入射した複数の光束が正反射されて複数の発光部に戻ってしまい、複数の発光部での発振が不安定になるという問題がある。また、その正反射光が光走査装置における結像光学系の表面で反射して、その反射光が感光ドラム面に再び入射してゴーストが発生してしまうという問題がある。これらの問題を解決するために、従来、図８に示すように、複数の光束を、感光ドラム面の法線に対して斜め入射させている。

しかし、感光ドラム面は副走査断面内において曲面であるため、図８のような構成をとった場合、感光ドラム面上における複数の走査線同士の走査倍率の差が大きくなってしまうことになる。このことにより、図８に示すように、感光ドラム面上での各スポット同士の結像位置に主走査方向のずれＤが発生し、これが原因となって走査線同士の描画開始位置にずれが発生し、高画質な画像が得られなくなってしまう。以後、この主走査方向の結像位置ずれを「ドラム斜入射ジッター」と呼ぶ。

特許文献１には、結像レンズに入射する光束が収束光束であることにより生じる主走査方向の結像位置ずれと、ドラム斜入射ジッターと、をキャンセルする構成とした光走査装置が開示されている。また、特許文献２には、複数の発光部の発光タイミングを電気的に制御することで、主走査方向の結像位置ずれを補正する方法が開示されている。

特開２００１−５９９４５号公報 特開２０００−８９１４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光走査装置においては、あくまで、光走査装置が設計値通りの構成であると仮定してドラム斜入射ジッターを補正しているため、各部材の光学的及び機械的な配置誤差によるドラム斜入射ジッターの個体差を考慮していない。そのため、特許文献１に記載の光走査装置では、個体差を考慮したより正確なドラム斜入射ジッターの補正を行うことができない。また、特許文献２においては、単に主走査方向の結像位置ずれを補正する方法が開示されているだけであり、ドラム斜入射ジッターを補正することについて開示されていない。

本発明の目的は、光走査装置の個体差を考慮して、ドラム斜入射ジッターの補正をより正確に行うことで、画像の劣化を抑制することができる光走査装置およびその製造方法並びに画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る光走査装置は、副走査方向において互いに離間した複数の発光部を含む光源と、該光源から出射した複数の光束を偏向し、被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段によって偏向された前記複数の光束を、副走査断面内において前記被走査面に斜入射させる結像光学系と、前記結像光学系を通過した前記複数の光束のうち少なくとも一つの光束を、前記被走査面に対応する結像位置において受光することで、該光束の副走査方向における照射位置情報を取得する測定手段と、
前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の主走査方向における結像位置のずれを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を有することを特徴とする。

また、本発明に係る光走査装置の製造方法は、副走査方向において互いに離間した複数の発光部を含む光源と、該光源から出射した複数の光束を偏向し、被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段によって偏向された前記複数の光束を、副走査断面内において前記被走査面に斜入射させる結像光学系と、を有する光走査装置の製造方法であって、前記結像光学系を通過した前記複数の光束のうち少なくとも一つの光束を、前記被走査面に対応する結像位置において受光することで、該光束の副走査方向における照射位置情報を取得する第１工程と、前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の主走査方向における結像位置のずれを補正する第２工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光学的、機械的な配置誤差による個体差も考慮して、ドラム斜入射ジッターの補正を行うことで、画像の劣化を抑制することができる光走査装置およびその製造方法並びに画像形成装置を提供できる。

（ａ）はドラム斜入射ジッターの発生に関する原理説明図、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る光走査装置に関し、副走査方向の斜入射位置を測定する測定手段を有する場合の主副断面図、（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るドラム斜入射ジッターの補正に関するフロー図である。である。 （ａ）は本発明に係る光走査装置の要部の主走査断面図、（ｂ）は副走査断面図である。 （ａ）は設計上の走査線の模式図、（ｂ）は光学的、機械的な配置誤差による個体差が存在する場合の走査線の模式図である。 （ａ）は従来の手法により補正を行った場合の走査線の模式図、（ｂ）は本発明に係る手法により補正を行った場合の走査線の模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るドラム斜入射ジッターの補正に関するフロー図である。 （ａ）は第２の実施形態における光学的、機械的な配置誤差による個体差が存在する場合の走査線の模式図、（ｂ）はＡレーザーを設計値通りとする補正を行った場合の走査線の模式図、（ｃ）はＢレーザーを設計値通りとする補正を行った場合の走査線の模式図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置を示す副走査方向の要部断面図である。 従来の光走査装置の要部副走査断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図７は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したレーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置を示す副走査方向の要部断面図である。図７において、６０はカラー画像形成装置、１１、１２、１３、１４は光走査装置、２１、２２、２３、２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。なお、被走査面上に配置された感光体２１乃至２４の近くには、感光面上に形成された静電潜像をトナー像として現像する上記現像器の他に、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器を備える。更に、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器を有する。

図７において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、外部機器５２から入力したコードデータを画像信号に変換して光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。

これらの画像データは、それぞれ光走査装置に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面が主走査方向に走査される。

本実施形態におけるカラー画像形成装置は、１つの光走査装置から、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応した光線を射出し、感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に画像信号（画像情報）を記録する。これにより、カラー画像を高速に印字するものである。

本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く１つの光走査装置により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に形成している。そして、その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサーを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

（光走査装置）
以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係るマルチビーム走査の光走査装置の要部主走査断面図、要部副走査断面図である。図２（ａ）において、光源１は、マルチ半導体レーザー（半導体レーザアレイ）より成っている。ここで、副走査方向に離間した二つの発光部（発光点）Ａ、Ｂを結ぶ直線が、副走査方向に対応する方向に対して任意の角度をなすように、傾けて配置されている。

図２（ａ）において、円で囲まれた図は、光源１を矢印Ｅの方向から見たときの発光部Ａ及びＢの配置を示す。以後、発光点Aから出射した光束をAレーザー、発光点Bから出射した光束をBレーザーとする。ここで、Ｍは主走査方向に対応する方向を、Ｓは副走査方向に対応する方向を示す。

図２（ａ）において、符号２は第１の光学系としての集光レンズを示す。集光レンズ２は、光源１から出射された複数の光束を収束光束（もしくは発散光束）に変換している。符号４は第２の光学系としてのシリンドリカルレンズ（シリンダーレンズ）を示す。シリンドリカルレンズ４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、集光レンズ２を通過した複数の光束を副走査断面内で後述する回転多面鏡５の偏向面（ポリゴン面）５ａにほぼ線像として結像させている。ここで、第１の光学系と第２の光学系は入射光学系を構成する。

符号３は開口絞りを示す。この開口絞り３は、シリンドリカルレンズ４を通過した複数の光束の光束幅を制限している。符号５は、偏向手段としての回転多面鏡を示す。この回転多面鏡５は、モーター等の駆動手段（不図示）により、図中矢印５ｂ方向に一定速度で回転している。

符号６は、第３の光学系としてのｆθ特性を有する結像光学系としてのｆθレンズ系（走査レンズ系）を示す。このｆθレンズ系６は、２枚のｆθレンズ（第１ｆθレンズ、第２ｆθレンズ）６ａ、６ｂを有している。このｆθレンズ系６は、回転多面鏡５で偏向反射された複数の光束を被走査面７に結像させる。また、このｆθレンズ系６は、副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面５ａと被走査面７との間を実質的に光学的に共役関係にしている。このような構成の光学系は、回転多面鏡の回転軸の傾きや、偏向面５ａの作製誤差による倒れを補正するもので、通常倒れ補正光学系と呼ばれている。

符号７は、被走査面である感光ドラム面（像担持体面）を示す。感光ドラム面７は、主走査方向に延びる回転軸を有するドラム状の面となっている。

上記２枚のｆθレンズ６ａ、６ｂは、それぞれ例えばトーリックレンズから構成されている。これらのｆθレンズの少なくとも１つのレンズ面は、主走査方向に沿った断面において、非球面形状を有するように形成されるのが望ましい。このようなｆθレンズは、例えばプラスチックを材料とし、金型を用いた射出成形によって形成される。

本実施形態において、光源（マルチ半導体レーザー）１から出射した両光束は、集光レンズ２によって収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した複数の収束光束のうち、主走査断面内においてはそのままの状態で射出し、開口絞り３によってその複数の光束（光量）が制限される。また、副走査断面内においては、収束して開口絞り３により複数の光束（光量）が制限され、回転多面鏡５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。

回転多面鏡５の偏向面５ａで偏向反射された複数の光束は、ｆθレンズ系６を介して感光ドラム面７上にスポット状に結像される。そして、回転多面鏡５を図中矢印５ｂ方向に回転させることによって、結像スポットにより感光ドラム面７上を図中矢印７ｂ方向（主走査方向）に走査させる。これにより、記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行っている。

（ドラム斜入射ジッターの発生）
以下、ドラム斜入射ジッターが生じる原理を、図１、図２を用いて詳細に説明する。図２（ａ）に示すA、B両レーザーからの光束は、一定速度で回転するポリゴンミラー５で偏向されて感光ドラム面７に向けて照射され、図２（ｂ）に示す感光ドラム面７上で副走査方向に所定の間隔をあけた状態で平行して走査される。なお、感光ドラム面７上にスポットＡを形成するAレーザーの主光線と、スポットＢを形成するBレーザーの主光線とは、厳密には平行ではないが、感光ドラム面７近傍においては、ほぼ平行として扱ってよい。

図１（ａ）において、仮に光束が感光ドラム面７に対し副走査方向に垂直入射していた場合、主走査広がりの中心点（図１（ａ）中O１）から感光ドラム７までの光路長（以後、簡単のため、O1点を基準とした距離を「光路長」と呼ぶ）はL0となる。

しかし、光源への戻り光の発生の問題があり、これを本実施形態では、回避する。即ち、副走査方向にα以上の入射角度で斜め入射させるため、Aレーザー、Bレーザーの光路長LA、LB は、L0より大きく、かつ値が異なってLA＜LBの関係式が成立するものとしている。具体的には、Aレーザーの入射角度αは＝5.739°を成し、Bレーザーはα以上の大きさの入射角度を持つようにしている。

ここで、A、B両レーザーの主走査広がりの中心点（図１（ａ）中O１）から感光ドラム面７の照射位置までの光路長LA、LBがそれぞれ異なるということは、感光ドラム面７での走査倍率が異なるということである。即ち、図１（ａ）に示すように、感光ドラム面７における主走査方向の１走査ラインの有効画素範囲に対する走査長がレーザー毎に異なることになる。Aレーザーの走査長をXA、Bレーザ光の走査長をXBとすると、XA＜XBの関係式が成立することとなる。この走査長の相対差が、主走査方向の結像位置ずれ（ドラム斜入射ジッター）を生じる。

ドラム斜入射ジッターは、主走査方向の描画開始側と描画終了側に均等に生じる。以後、特に指定しない限り、「ドラム斜入射ジッター」とは主走査方向の描画開始側又は描画終了側の片側に生じるドラム斜入射ジッターを指す。このように、ドラム斜入射ジッターは、複数存在する光束の中から基準となる光束を一つ決め、その光束の主走査方向の結像位置からの相対差で定義される。このとき、基準となる光束を「基準光束」、それ以外の光束を「一般光束」と定義する。本実施形態においては、Aレーザー光束が基準光束、Bレーザー光束が一般光束である。

（ドラム斜入射ジッターの算出）
１）Ａレーザーの副走査方向の照射位置の測定
本実施形態では、ドラム斜入射ジッターの補正に関するフロー図である図１（ｃ）に示すように、先ず複数の発光部からの光束の内、単一の光束としてＡレーザーからの光束の副走査照射位置測定を行う。副走査方向の照射位置の測定手段に関しては、光走査装置本体に予め備えておかない場合と、予め備えておく場合とがある。図１（ａ）に示す前者に関しては、光走査装置本体に副走査方向の照射位置の測定手段を有さないことで、本体の小型化に貢献しつつ、配置誤差の個体差を考慮したドラム斜入射ジッターの算出を工具としての測定手段を用いて行う。

また、図１（ｂ）に示す後者に関しては、光走査装置本体に副走査方向の照射位置の測定手段１１１を有し、配置誤差の個体差を考慮したドラム斜入射ジッターの算出を測定手段１１１を用いて行う。本実施形態においては、被走査面は主走査方向に伸びたドラム面である。一方、被走査面に相当する位置は主走査断面に垂直かつ副走査断面に垂直な平面内の位置(図１（ｂ）)とし、上記被走査面に相当する位置で測定手段１１１により照射位置情報を測定している。

このようにして、本実施形態においては、補正量演算手段１１２を介して、配置誤差の個体差を考慮したドラム斜入射ジッターの補正を発光タイミング制御手段１１３にて行う。

２）Ｂレーザーの副走査方向の照射位置の算出
Ａレーザーの副走査方向の照射位置の測定結果に基づき、ＡレーザーとＢレーザーの光源における副走査間隔ｐ、光学系における副走査倍率βとするとき、後述するようにＢレーザーの副走査方向の照射位置が算出される。

３）ＢレーザーのＡレーザーに対する主走査方向の描画開始位置差及び描画終了位置差の算出
本実施形態では、ドラム斜入射ジッターの補正のみを行うため、基準光束であるAレーザーに対して補正は行われず、一般光束であるBレーザーに対してのみ補正が行われる。ドラム斜入射ジッターに伴う走査長変化に関しては、以下のように算出される。

先ず、基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａ及び、一般光束であるBレーザーの走査長Ｘ_Ｂは、各々の光路長Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂと、主走査広がり角θより、以下の式で表される。

Ｘ_Ａ＝Ｘ_Ａｔａｎθ ……（１−A）
Ｘ_Ｂ＝Ｘ_Ｂｔａｎθ ……（１−Ｂ）
更に、光路長Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂは、主走査広がりの中心点（図１（ａ）中O１）から感光ドラム面７までの光路長Ｌ_Ｏ、A、Bレーザーのドラム入射角度α、α＋Δα（図１（ａ）参照）より、以下の式が成立する。

Ｌ_Ａ＝Ｌ_Ｏ＋ｒ｛１−ｃｏｓ（α）｝ ……（２−A）
Ｌ_Ｂ＝Ｌ_Ｏ＋ｒ｛１−ｃｏｓ（α＋Δα）｝ ……（２−B）
ここで、ドラム法線方向端点（図１（ａ）中O２点）に対して基準光束であるAレーザーのドラム照射位置の成す副走査方向の距離ｄ（図１（ａ）参照）は、以下の式で表される。なお、A、Bレーザーのドラム入射角度をα、α＋Δα、ドラム半径をｒ、AレーザーとBレーザーの光源における副走査間隔をｐ、光学系における副走査倍率をβとする。

ｄ＝ｒｓｉｎ（α）……（３−A）
ｄ＋ｐβ＝ｒｓｉｎ（α＋Δα）……（３−B）
これら二式の差分を取って、pβ＝ｒｃｏｓ（α）ｓｉｎ（Δα）……（４）
ｓｉｎ（Δα）＝pβ／ｒｃｏｓ（α）……（５）
これらのことから、一般光束であるBレーザーの走査長Ｘ_Ｂの、基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａに対する相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａは、以下のようになる。

ΔＸ_Ｂ−Ａ＝Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ＝ｐβｄ／（ｒ^２−ｄ^２）^１／２……（６）
このため、Bレーザーのドラム斜入射ジッターΔは、以下のように計算される。

Δ＝ｐβｄ／２（ｒ^２−ｄ^２）^１／２……（７）
即ち、Ｂレーザーのドラム斜入射ジッターΔは、ＡレーザーとＢレーザーの光源における副走査間隔ｐ、副走査倍率β、基準光束であるＡレーザーのドラム照射位置の成す副走査走査方向の距離ｄ、ドラム半径ｒの４変数が分かれば算出できる。

これに対し、従来例（特開２００１−５９９４５公報）では、設計上発生するドラム斜入射ジッターを補正していたため、上式の変数全てに設計値を代入して計算したドラム斜入射ジッター量を用いていた。このときの補正量、即ち、設計上発生するドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｏ）は、副走査方向照射位置ｄの設計値ｄ_Ｏを用いて、以下の式で表される。Δ（ｄ_Ｏ）＝ｐβｄ_Ｏ／２（ｒ^２−ｄ_Ｏ ^２）^１／２……（８）
しかし、実際の機体においては、光学的、機械的な配置誤差が発生しており、特に、副走査方向照射位置ｄは、設計値から変化しやすい。そのため、実際に必要なドラム斜入射ジッター補正量は、Δ（ｄ_Ｏ）とは異なる。そこで、本実施形態では、副走査方向照射位置ｄを実際に測定し、その照射位置実測値ｄ_Ｍを用いて実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）を算出し、以下の式で表される補正量を用いる。
Δ（ｄ_Ｍ）＝ｐβｄ_Ｍ／２（ｒ^２−ｄ_Ｏ ^２）^１／２……（９）
これより、副走査方向照射位置の設計値ｄ_Ｏを基に、ドラム斜入射ジッター補正量を計算していた従来の手法に比べて、本実施形態では、光学的、機械的な配置誤差を考慮した高精度な補正量の算出が可能となる。

４）Ｂレーザーの主走査方向の描画開始位置及び描画終了位置の補正
本実施形態においては、A、Bレーザー間の主走査方向描画開始位置差及び、終了位置差の補正を、従来技術として記述した特許文献２（特開２０００−８９１４８号公報）の手法のように、Bレーザーの発光タイミングを電気的に制御することで行う。しかし、本発明の要旨を利用した補正方法であれば、補正方法に特別な限定は無い。

（数値データ）
以下、模式図と具体的な数値を用いて、本実施形態の効果を確認する。本実施形態において、計算に必要なパラメータを表１に示す。

ここで、設計上のドラム斜入射ジッターについては、以下の数値となる。設計上想定していたA、B両レーザの走査線の様子を図３（ａ）に示すが、Aレーザーの走査長は設計値Ｘ_Ｏであり、そのとき生じる設計上のドラム斜入射ジッターは、Δ（ｄ_Ｏ）となる。具体的な数値計算を行うと、ドラム入射角度α=5.739°とドラム曲率半径rにより、設計値ｄ_Ｏ=r sinα=1.5mmとなる。このため、式（８）より、設計値上のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｏ）＝36.5μｍと算出される。

次に、実際の機体において、光学的、機械的な配置誤差により、副走査方向照射位置ｄが設計値から+0.2mmずれていたとすると、実測照射位置ｄ_Ｍ=ｄ_Ｏ+0.2mm=1.7mmとなる。このときのA、B両レーザの走査線の様子を図３（ｂ）に示す。Aレーザーの走査長Ｘ_Ａは設計値Ｘ_Ｏより大きくなり、そのとき生じる実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）も、設計上のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｏ）より大きくなる。具体的な数値計算を行うと、式（９）より、実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）=41.4μmとなる。

ここで、仮に、従来の手法で、主走査方向の描画開始位置と描画終了位置のドラム斜入射ジッターの補正を行ったときの、A、B両レーザの走査線の様子を図４（ａ）に示す。ここでは、実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）に対し、補正量として設計上のドラム斜入射ジッター量Δ（ｄ_Ｏ）を用いて補正を行っている。このため、補正し切れなかったドラム斜入射ジッター分だけ、主走査方向の描画開始位置と描画終了位置に、A、Bレーザー間の差が生じている。

具体的な数値計算を行うと、実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）−設計値上のドラム斜入射ジッター補正量Δ（ｄ_Ｏ）=41.4μm−36.5μｍ=4.9μmだけ補正し切れなかったドラム斜入射ジッターが生じている。

これに対して、本実施形態では、上述した手法で、主走査方向の描画開始位置と描画終了位置のドラム斜入射ジッターの補正を行う。このときの、A、B両レーザの走査線の様子を図４（ｂ）に示す。本実施形態では、実際のドラム斜入射ジッターに対し、補正を行っているため、主走査方向の描画開始位置差及び終了位置差が０となる。その結果、Bレーザーの走査長が、Ｘ_ＢからＸ_Ａになり、Aレーザーの走査長と等しくなっている。

具体的な数値計算を行うと、実際のドラム斜入射ジッターΔ（ｄ_Ｍ）−実際のドラム斜入射ジッター補正量Δ（ｄ_Ｍ）=41.4μm−41.4μm =0.0μmとなり、ドラム斜入射ジッターを十分に補正できている。即ち、図４（ａ）では、補正し切れなかったドラム斜入射ジッターが4.9μm存在していたが、図４（ｂ）では、補正し切れなかったドラム斜入射ジッターが存在しなくなる。このように、本実施形態では、4.9μm分だけBレーザーのAレーザーに対する主走査方向結像位置ずれが小さくなり、印字精度の向上につながる。

（d以外の変数を設計値にした理由）
ここで、本実施形態の手法では、補正量の計算に用いられる、副走査方向照射位置ｄ以外の変数については、設計値を代入して計算している。以下、その理由を述べる。先ず、発光部A、Bの副走査間隔ｐは、副走査方向の印字間隔に大きく影響するため、通常、厳密に調整される。そのため、副走査間隔ｐは、実際値の設計値からの誤差が小さい。また、光学系における副走査倍率βは、通常の光走査装置では元々十分小さい値であり、光学的、機械的配置誤差に対して鈍感となる。そのため、副走査倍率βは実際値の設計値からの誤差が小さい。

最後に、ドラム半径ｒは、ドラム自体が他の機械部品と連動する部品であるため、高精度に作製される。そのため、ドラム半径ｒは実際値の設計値からの誤差が小さい。これらのことから、式（９）において、副走査方向照射位置実測値ｄ_Ｍ以外の変数については、設計値を代入しても十分精度良くドラム斜入射ジッター補正量Δ（ｄ_Ｍ）が計算できる。

（許容量）
ここで、全光束における主走査方向の描画開始位置差又は終了位置差は、一般に1/4Dpi以下とすることが望ましいとされている。具体的な値としては、以下の値となる。

主走査方向解像度600dpi時： 1／4×25.4〔mm/inch〕／600〔dpi〕=10.6μm以下
主走査方向解像度1200dpi時： 1／4×25.4〔mm/inch〕／600〔dpi〕=5.3μm以下
この条件が達成されている限り、主走査方向の描画開始位置差及び、終了位置差は目立たず、問題となることが無いとされる。本実施形態では、主走査方向解像度600dpiを想定しており、描画開始位置差及び終了位置差が０となるように補正を行っているため、上記要件を満たしている。

なお、主走査結像位置ずれを生じる要因は、ドラム斜入射ジッター以外にもあるため、最終的な主走査方向結像位置ずれ補正量は、それらを総合した補正量となる場合がある。本実施形態で記述したのは、あくまでドラム斜入射ジッター分の主走査結像位置ずれ補正量であり、最終的な補正量と等しいとは限らない。

（片側補正）
更に、本実施形態では、主走査方向の描画開始位置と終了位置の両方について補正を行っているが、描画開始位置のみについて補正を行うことも考えられる。その理由は、例えば通常のドキュメント文章において、書き出し位置は揃えて書くが、書き終わり位置は文章の長さに依存し、揃わないことがあるからである。つまり、描画開始位置と終了位置の両方について補正を行わずとも、描画開始位置のみについて補正を行う際にも適用され得る。

（本実施形態のまとめ）
以上、本実施形態では、全光束であるA、B両レーザーの主光線が、感光ドラム７面に、α=5.739°以上の副走査方向の入射角度で入射する。そして、Aレーザーの感光ドラム７面相当位置での副走査方向の照射位置ｄ_Ｍを測定する。即ち、複数の光束の内、少なくとも一対の光束について、被走査面に相当する位置での副走査方向の照射位置間隔を測定する。そして、その検出結果である照射位置実測値ｄ_Ｍに基づいて、一般光束であるBレーザーについて、ドラム斜入射ジッター補正量を算出し、その補正量を用いて主走査方向の描画開始位置差を補正する。

この構成をとることで、副走査方向の照射位置設計値からドラム斜入射ジッター補正量を計算する従来の手法に対して、光学的、機械的な配置誤差の個体差を考慮したドラム斜入射ジッター補正量を算出できる。そして、その補正量を用いて主走査方向の描画開始位置差の補正を行うことで、印字精度が向上する。

（光学系の諸特性）
表２，表３に、本実施形態の光走査装置の諸特性値を示す。

本実施形態において、ｆθレンズ系６を構成するレンズの主走査断面の非球面形状は、以下の（１０）式のように表される。ここで、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸とする。

ここで、Ｒは曲率半径、ｋ、Ｂ4 、Ｂ6 、Ｂ8 、Ｂ10は非球面係数を示す。前記各係数がｙの値の正負によって異なる場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのついたｋu、Ｂ4u〜Ｂ10u を、ｙの値が負のときは係数として添字ｌのついたｋLB4l〜Ｂ10l を使用する。

一方、副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がｙであるところの曲率半径ｒ′が、下記（１１）式で表される形状をしている。

r'=r(1+D2y2+D4y4+D6y6+D8y8+D10y10) ……（１１）
ここで、ｒは光軸上における曲率半径、Ｄ2 〜Ｄ10は各係数を示す。各係数がｙの値の正負によって異なる場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのついたＤ2u〜Ｄ10u を用いて計算された曲率半径ｒ´となっている。また、ｙの値が負のときは係数として添字ｌのついたＤ2l〜Ｄ101 を用いて計算された曲率半径ｒ´となっている。

（光走査装置の製造方法）
本実施形態に関しては、入射光束として副走査方向に離間した複数の発光部からの光束を、偏向手段を介して、被走査面の面法線に対して斜め入射させる光走査装置の製造方法として、以下の工程を有するものとも捉えられる。即ち、複数の光束のうちの少なくとも一つの光束に関する、前記被走査面に相当する位置での前記副走査方向の照射位置情報を測定する第１工程を有する。かつ、前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の前記主走査方向におけるジッターを補正する第２工程を有するものである。

この光走査装置の製造方法において、副走査方向の照射位置の測定手段を光走査装置本体に予め備えておかず、装置の組み立て時の工具として用いることで、装置本体の小型化に貢献できる。

《第２の実施形態》
第１の実施形態では、一般光束であるBレーザーの走査長Ｘ_Ｂの、基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａに対する相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａによって生じるドラム斜入射ジッターの補正を行った。このとき定義した「ドラム斜入射ジッター」は、実測時のAレーザーに対するBレーザーの相対的な主走査方向結像位置ずれである。

それに対し、本実施形態では、先ず基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａが設計値Ｘ_Ｏと等しくなる（主走査方向の描画開始位置、描画終了位置の少なくとも一つを設計値に一致させる）ように、主走査方向結像位置の補正を行う。その後、一般光束であるBレーザーの走査長Ｘ_Ｂの、基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａに対する相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａによって生じるドラム斜入射ジッターの補正を行う。このときの相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａは、Aレーザーの走査長Ｘ_Ａ=設計値Ｘ_Ｏのため、Bレーザーの走査長Ｘ_ＢがAレーザーの設計値Ｘ_Ｏと等しくなるように、主走査方向結像位置の補正を行うときの走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａと等しい。

つまり、Bレーザーについて、相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａによって生じるドラム斜入射ジッターの補正を行うことは、走査長差ΔＸ_Ｂ−Ｏによって生じるドラム斜入射ジッターを補正することと等しくなる。このドラム斜入射ジッターを、これまでの相対ずれを意味する「ドラム斜入射ジッター」と区別して、特に「第２ドラム斜入射ジッター」と定義する。

以下、この第２ドラム斜入射ジッターの補正量の計算方法について説明する。先ず、基準光束であるAレーザーの走査長Ｘ_Ａの主走査方向結像位置補正量について述べる。副走査方向の照射位置をｄとして、副走査照射位置実測値ｄ_Ｍを考慮したときのAレーザーの走査長を実測走査長Ｘ_Ａ（ｄ_Ｍ）とする。同様に、設計値ｄ_Ｏを考慮したときのAレーザーの走査長を設計走査長Ｘ_Ａ（ｄ_Ｏ）とする。このときの走査長差ΔＸ_Ａ−Ｏについては、式（６）において、ｐβにｄ_Ｍ−ｄ_Ｏを、ｄにｄ_Ｏを代入すると、以下の式となる。
ΔＸ_Ａ−Ｏ＝Ｘ_Ａ（ｄ_Ｍ）−Ｘ_Ａ（ｄ_Ｏ）＝ｄ_Ｏ（ｄ_Ｍ−ｄ_Ｏ）／（ｒ^２−ｄ_Ｏ ^２）^１／２
……（１２）
これより、Aレーザーの主走査方向結像位置補正量Δ_Ａ−Ｏは、以下の式で表される。
Δ_Ａ−Ｏ＝ｄ_Ｏ（ｄ_Ｍ−ｄ_Ｏ）／２（ｒ^２−ｄ_Ｏ ^２）^１／２ ……（１３）
この分だけAレーザーの主走査方向結像位置の補正を行うことによって、Aレーザーにおいて、その設計値通りの主走査方向結像位置が達成される。

次に、このときの一般光束であるBレーザーの第２ドラム斜入射ジッター補正量について述べる。Bレーザーの走査長差ΔＸ_Ｂ−Ｏは、第１の実施形態で考慮した相対走査長差ΔＸ_Ｂ−Ａに加えて、Aレーザーの走査長差ΔＸ_Ａ−Ｏを考慮するだけなので、以下の式となる。
ΔＸ_Ｂ−Ｏ＝ΔＸ_Ｂ−Ａ＋ΔＸ_Ａ−Ｏ＝ｐβｄ_Ｍ／（ｒ^２−ｄ_Ａ ^２）^１／２＋ｄ_Ｏ（ｄ_Ｍ−ｄ_Ｏ）／（ｒ^２−ｄ_Ｏ ^２）^１／２ ……（１４）
これより、Bレーザーの第２ドラム斜入射ジッター補正量ΔＸ_Ｂ−Ｏは、以下の式で表される。
Δ_Ｂ−Ｏ＝ΔＸ_Ｂ−Ｏ／２＝Δ（ｄ_Ａ）＋ΔＸ_Ａ−Ｏ ……（１５）
この分だけBレーザーの主走査方向結像位置の補正を行うことによって、Bレーザーにおいて、Aレーザーの設計値と同じ主走査方向結像位置が達成され、同時に、Aレーザーとの主走査結像位置ずれが補正される。

本実施形態では、A、B両レーザーの主走査結像位置を設計値通りとし、且つ、基準光束の副走査方向の照射位置測定を光走査装置本体の有する測定機構によって行う。これにより、配置誤差の個体差の初期値だけでなく環境変動までも考慮して、ドラム斜入射ジッターの補正を行うことができる。

（補正フロー）
本実施形態の補正フローをまとめると、図５に示すようになる。本実施形態の補正フローは、Aレーザーについては３ステップ、Bレーザーについては４ステップである。

ａ）Aレーザーの補正フロー
１）Aレーザーの副走査方向の照射位置測定を測定
２）Aレーザーの副走査方向の照射位置より、Aレーザーの設計値に対する主走査方向の描画開始位置差及び終了位置差を算出
３）該算出結果を補正量として、Aレーザーの描画開始位置及び終了位置を補正
ｂ）Bレーザーの補正フロー
１）Aレーザーの副走査方向の照射位置測定を測定
２）該Aレーザーの副走査方向の照射位置より、Bレーザーの副走査方向の照射位置を算出
３）該算出したBレーザーの副走査方向の照射位置より、Bレーザーの、Aレーザーに対する主走査方向の描画開始位置差及び終了位置差（第２ドラム斜入射ジッター）を算出
４）該算出した第２ドラム斜入射ジッターを補正量として、Bレーザーの描画開始位置及び終了位置を補正
ここで、本実施形態の補正フローはあくまで本発明の実施形態の一例であり、これに限ったものではない。

（数値データ）
以下、模式図と具体的な数値を用いて、本実施形態の効果を確認する。本実施形態における、計算に必要なパラメータは、表１と同じである。先ず、実際の機体において、光学的、機械的な配置誤差により、実施形態１と同様に、照射位置ｄが設計値ｄ_Ｏから+0.2mmずれていたとすると、実測照射位置ｄ_Ｍ=ｄ_Ｏ+0.2mm=1.7mmとなる。このときのA、B両レーザの走査線の様子を、図６(a)に示す。これは、図３（ｂ）と同様である。

本実施形態では、まず、基準光束である、Aレーザーの主走査方向結像位置を、補正量Δ_Ａ−Ｏを用いて設計値通りとする補正を行う。具体的な数値計算を行うと、式（１３）より、主走査方向結像位置補正量Δ_Ａ−Ｏ=10.1μmとなる。この補正を行ったときのA、B両レーザの走査線の様子を図６(b)に示す。Aレーザーの走査長が、Ｘ_Ａから設計値Ｘ_Ｏへ補正され、主走査方向の描画開始位置と描画終了位置が設計値通りとなる。

次に、このとき生じている第２ドラム斜入射ジッターΔ_Ｂ−Ｏを補正し、一般光束であるBレーザーの主走査方向結像位置もAレーザーの設計値と同じとする補正を行う。具体的な数値計算を行うと、式（１５）より、第２ドラム斜入射ジッター補正量Δ_Ｂ−Ｏ=Δ（ｄ_Ｍ）＋Δ_Ａ−Ｏ＝41.4μm＋10.1μm=51.5μmとなる。この補正を行ったときのA、B両レーザの走査線の様子を図６(c)に示す。Bレーザーの走査長が、Ｘ_Ｂから設計値Ｘ_Ｏへ補正され、主走査方向の描画開始位置と描画終了位置がAレーザーの設計値と同じとなる。

A、Bレーザーの描画開始位置と描画終了位置は共にAレーザーの設計値に等しくなるため、A、Bレーザー間の相対的な描画開始位置差と描画終了位置差は０となる。そのため、従来例として既述した特許文献２（特開２００１−５９９４５公報）の補正手法に対する改善効果は、第１の実施形態と等しく4.9μmとなる。しかし、本実施形態においては、A、Bレーザーの主走査方向結像位置がAレーザーの設計値通りとなる点で、第１の実施形態と異なる。

（補正方法）
ここで、A、Bレーザーの主走査方向結像位置の補正方法は、第１の実施形態と同様に、本発明の要旨を利用した補正方法であれば、補正方法に特別な限定は無い。

なお、第１の実施形態の説明で述べたように、主走査方向結像位置の設計値からのずれを生じる要因は、ドラムに対し斜入射したこと以外にも存在するため、最終的な主走査方向結像位置ずれ補正量は、それらを総合した補正量となる場合がある。本実施形態で論じたのは、あくまで、ドラムに対し斜入射したことによる主走査結像位置の設計値からのずれの補正量であり、最終的な補正量と等しいとは限らない。

（組み立て工程内で照射位置測定）
本実施形態が第１の実施形態と異なる二つ目の点である副走査方向の照射位置の測定方法について述べる。ここで、本実施形態においては、基準光束であるAレーザーの副走査方向の照射位置測定を光走査装置本体に有する測定手段によって行う。本実施形態の測定手段の具体的な構成の主副断面図を図１（ｂ）に示す。光走査装置に、描画に利用しない走査光の一部を反射する副走査方向照射位置測定用ミラー１０がついている。このミラー１０で反射された走査光は照射位置測定器１１１によって受光され、副走査方向照射位置の測定が行われる。

ここで、分かりやすさのため、感光ドラム７を、照射位置測定用ミラー１０を基準に折り返したと仮定したときの擬似感光ドラム７’も示した。図１（ｂ）より、照射位置測定用ミラー１０と照射位置測定器１１１によって、副走査方向照射位置の測定が可能であることが理解できる。

照射位置測定器１１１によって測定された副走査方向照射位置から、補正量演算手段１１２によって補正量が算出され、その補正量を用いて補正手段としての発光タイミング制御手段１１３で発光タイミングの制御が行われる仕組みになっている。この照射位置測定器１１１を用いて、描画の前に、Aレーザーの副走査方向の照射位置を測定し、その照射位置実測値ｄ_Ｍを用いて計算した補正量を用いて、Aレーザー、及びBレーザーの主走査結像位置の補正を行う。

この構成を採ることで、基準光束の副走査方向照射位置測定を、光走査装置本体の有する測定手段によって行うため、配置誤差の個体差の、初期値だけでなく環境変動までも考慮して、主走査結像位置ずれの補正が可能となる。

（光走査装置の製造方法）
本実施形態に関しても、入射光束として副走査方向に離間した複数の発光部からの光束を、偏向手段を介して、被走査面の面法線に対して斜め入射させる光走査装置の製造方法として、以下の工程を有するものとも捉えられる。即ち、複数の光束のうちの少なくとも一つの光束に関する、前記被走査面に相当する位置での前記副走査方向の照射位置情報を測定する第１工程を有する。かつ、前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の前記主走査方向におけるジッターを補正する第２工程を有するものである。

この光走査装置の製造方法において、副走査方向の照射位置の測定手段を光走査装置本体に予め備えておかず、装置の組み立て時の工具として用いることで、装置本体の小型化に貢献できる。

（変形例１）
上述した実施形態では、被走査面は主走査方向に伸びたドラム面である一方、被走査面に相当する位置は主走査断面に垂直かつ副走査断面に垂直な平面内の位置(図１（ｂ）)とし、上記被走査面に相当する位置で照射位置情報を測定した。しかし、本発明はこれに限られず、上記被走査面に相当する位置から光軸方向に外れた位置を照射位置情報を測定する位置とし、上記被走査面に相当する位置での照射位置情報を換算により取得するようにしても良い。

（変形例２）
上述した実施形態では、Ａレーザーのみの副走査方向の照射位置を測定し、補正量の計算を行ったが、逆にＢレーザーのみの副走査方向の照射位置を測定し、補正量の計算を行っても良い。また、Ａ、Ｂ両レーザーの副走査方向の照射位置を測定することも可能である。即ち、偏向手段によって偏向された複数の光束の内、全ての光束もしくは一部の複数の光束に対して照射位置情報を測定するようにしても良い。但し、Ａレーザーのみの副走査方向の照射位置を測定する場合は、Ａ、Ｂ両レーザーの副走査方向の照射位置を測定する場合に比べ、工数が削減できる利点がある。

（変形例３）
上述した実施形態では、主走査方向の描画開始位置差、描画終了位置差の両方を補正したが、主走査方向の描画開始位置差、描画終了位置差の少なくとも一つを補正するようにしても良い。

（変形例４）
上述した実施形態では、説明を簡単にする為に発光部の数をA、Bの２つとして説明してきたが、本発明においては発光部の数を２つに限定するものではない。むしろ発光部の数が３つ以上など多数の場合に、より一層の効果を得ることができる。

５・・ポリゴンミラー（偏向手段）、６・・結像光学系、７・・感光ドラム（被走査面）、
１１１・・照射位置測定器、１１２・・補正量演算手段、１１３・・発光タイミング制御手段

Claims (14)

1. 副走査方向において互いに離間した複数の発光部を含む光源と、
   該光源から出射した複数の光束を偏向し、被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、
   該偏向手段によって偏向された前記複数の光束を、副走査断面内において前記被走査面に斜入射させる結像光学系と、
   前記結像光学系を通過した前記複数の光束のうち少なくとも一つの光束を、前記被走査面に対応する結像位置において受光することで、該光束の副走査方向における照射位置情報を取得する測定手段と、
   前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の主走査方向における結像位置のずれを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする光走査装置。
2. 前記補正手段は、前記被走査面における前記複数の光束による主走査方向での描画開始位置差及び描画終了位置差の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記補正手段は、前記描画開始位置差及び前記描画終了位置差の少なくとも一方を１／４Ｄｐｉ以下となるように補正することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記補正手段は、前記複数の光束のうち一つの光束について、前記被走査面における主走査方向での描画開始位置及び描画終了位置の少なくとも一方を設計値に一致させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記補正手段は、前記照射位置情報に基づいて前記光源の発光タイミングを調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記測定手段で取得された光束の前記照射位置情報に基づいて、他の光束の前記照射位置情報を算出する演算手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 副走査方向において互いに離間した複数の発光部を含む光源と、
   該光源から出射した複数の光束を偏向し、被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、
   該偏向手段によって偏向された前記複数の光束を、副走査断面内において前記被走査面に斜入射させる結像光学系と、
   を有する光走査装置の製造方法であって、
   前記結像光学系を通過した前記複数の光束のうち少なくとも一つの光束を、前記被走査面に対応する結像位置において受光することで、該光束の副走査方向における照射位置情報を取得する第１工程と、
   前記照射位置情報に基づいて、前記複数の光束の主走査方向における結像位置のずれを補正する第２工程と、
   を有することを特徴とする光走査装置の製造方法。
9. 前記第２工程では、前記被走査面における前記複数の光束による主走査方向での描画開始位置差及び描画終了位置差の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項８に記載の光走査装置の製造方法。
10. 前記第２工程では、前記描画開始位置差及び前記描画終了位置差の少なくとも一方を１／４Ｄｐｉ以下となるように補正することを特徴とする請求項９に記載の光走査装置の製造方法。
11. 前記第２工程では、前記複数の光束のうち一つの光束について、前記被走査面における主走査方向での描画開始位置及び描画終了位置の少なくとも一方を設計値に一致させることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
12. 前記第２工程では、前記照射位置情報に基づいて前記光源の発光タイミングを調整することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
13. 前記第１工程では、前記被走査面に対応する位置とは異なる位置において測定された照射位置の情報を換算して、前記被走査面に入射するときの前記照射位置情報を取得することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
14. 前記第１工程では、取得された光束の前記照射位置情報に基づいて他の光束の前記照射位置情報を算出することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。