JP6442823B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。

例えば、プリンタや複写機などの電子写真方式のカラー画像形成装置において、像保持体と光走査装置とが各色毎に配置され構成されたものが知られている。このようなカラー画像形成装置では、各光走査装置が各色毎の画像データに応じて変調されたレーザ光により各像保持体を走査露光し、静電潜像を形成する。

特許文献１には、第２の光学素子と第３の光学素子の光偏向手段前光学系の光軸方向の変位及び第２の光学素子、第３の光学素子の少なくとも一方の光学素子の偏向走査垂直方向の変位により、被走査面上に形成される走査線の走査線間隔と走査位置間走査線間隔偏差が調整されるので、第２の光学素子、第３の光学素子の屈折力を共に正にすることにより、両光学素子の屈折力を抑制でき、光学素子の組付け誤差に伴う結像スポット径の増大及び結像スポット形状の劣化を防止でき、被走査面上に形成される走査線の走査線間隔を所望の値に近づけることができる光走査装置が開示されている。
また特許文献２には、光源と偏向手段の間に少なくとも副走査方向に負のパワーを有するレンズと、少なくとも正のパワーを有するレンズとを有し、両レンズともに光軸方向に調整可能な手段を有する光走査装置が開示されている。

特開２０１２−４２７３３号公報 特開２０１０−２８３２号公報

光走査装置により被走査体上に形成される画像に欠陥が生じにくいことが望ましい。

請求項１に記載の発明は、複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する被走査体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記被走査体上に導く偏向後光学系と、を備え、前記光源の前記発光点は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、前記被走査体上において生じる副走査方向に対し平行とならない光ビームのずれ量を相殺するように決定される第２の角度をなすように回転させて配列し、前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有することを特徴とする光走査装置である。
請求項２に記載の発明は、複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する被走査体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記被走査体上に導く偏向後光学系と、を備え、前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有することを特徴とする光走査装置である。
請求項３に記載の発明は、静電潜像を像保持体に形成する光走査手段と、前記光走査手段により形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、を備え前記光走査手段は、複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する像保持体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記像保持体上に導く偏向後光学系と、を備え、前記光源の前記発光点は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、前記像保持体上において生じる副走査方向に対し平行とならない光ビームのずれ量を相殺するように決定される第２の角度をなすように回転させて配列し、前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記像保持体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１によれば、本発明を採用しない場合に比べて、被走査体上に形成される画像に欠陥が生じにくい光走査装置を提供することができる。そして本発明を採用しない場合に比べて、被走査体上に形成される画像にさらに欠陥が生じにくくなる。また本発明を採用しない場合に比べて、偏向後光学系の部品点数を減らすことができる。さらに本発明を採用しない場合に比べて、光偏向器から対応する被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを、より簡単な構成で補正することができる。
請求項２によれば、本発明を採用しない場合に比べて、被走査体上に形成される画像に欠陥が生じにくい光走査装置を提供することができる。また光偏向器から対応する被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを、より簡単な構成で補正することができる。
請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べて、より良好な画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

本実施の形態の画像形成装置の概要を示す図である。 露光部の光学系について説明した図である。 露光部の光学系について説明した図である。 露光部の光学系について説明した図である。 従来の光源の構成について説明した図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図５の構成の光源を使用した場合の問題点について説明した図である。 （ａ）〜（ｄ）は、感光体ドラムに形成される静電潜像について説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本形態における光源の構成について説明した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ポリゴンミラーに光ビームを主走査方向から見たときに第１の角度をなして入射させるときに生ずる他の問題点を説明した図である。 （ａ）は、第２の走査レンズの位置の調整について説明した図である。また（ｂ）は、第１の走査レンズの特性について説明した図である。

＜画像形成装置の全体構成の説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の画像形成装置１の概要を示す図である。
この画像形成装置１は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数(本実施の形態では４つ)の画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ(イエロー)、１０Ｍ(マゼンタ)、１０Ｃ(シアン)、１０Ｋ(黒))を備える。また、この画像形成装置１は、各画像形成ユニット１０で形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)保持させる中間転写ベルト２０を具備する。さらに、この画像形成装置１は、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写装置３０を備える。さらにまた、この画像形成装置１は、二次転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０、および画像形成装置１の各機構部を制御する制御部７０を有している。

各画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)は、使用されるトナーの色を除き、同じ構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例に説明を行う。イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、図示しない感光層を有し、矢印Ａ方向に回転可能に配設され、像を保持する像保持体の一例である感光体ドラム１１を具備している。この感光体ドラム１１の周囲には、帯電ロール１２、露光部１３、現像器１４、一次転写ロール１５、およびドラムクリーナ１６が配設される。

このうち、帯電ロール１２は、感光体ドラム１１に接触配置される回転体である。そして図示しない帯電電源に接続され、この帯電電源は、帯電ロール１２に対し予め定められた周波数の交流帯電バイアスを重畳した正極性または負極性の直流帯電バイアスを供給する。
露光部１３は、静電潜像を感光体ドラム１１に形成する光走査手段（光走査装置）の一例である。露光部１３は、帯電ロール１２によって帯電された感光体ドラム１１に、光ビームＢｍによって静電潜像を書き込む。
現像器１４は、露光部１３により形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段の一例である。現像器１４は、対応する色成分トナー(イエローの画像形成ユニット１０Ｙではイエローのトナー)を収容し、このトナーによって感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。一次転写ロール１５は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する。ドラムクリーナ１６は、一次転写後の感光体ドラム１１上の残留物(トナー等)を除去する。

中間転写ベルト２０は、複数(本実施の形態では５つ)の支持ロールに回転可能に張架支持される。これらの支持ロールのうち、駆動ロール２１は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０を駆動して矢印Ｂ方向に回転させる。また、張架ロール２２および張架ロール２５は、中間転写ベルト２０を張架するとともに駆動ロール２１によって駆動される中間転写ベルト２０に従がって回転する。補正ロール２３は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０の搬送方向に直交する方向の蛇行を規制するステアリングロール(軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される)として機能する。さらに、バックアップロール２４は、中間転写ベルト２０を張架するとともに二次転写装置３０の構成部材として機能する。
また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の残留物(トナー等)を除去するベルトクリーナ２６が配設されている。

二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。このバックアップロール２４には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスを印加する給電ロール３２が接触して配置されている。一方、二次転写ロール３１は接地されている。

また、用紙搬送系は、用紙トレイ４０、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３、および排出ロール４４を備える。用紙搬送系では、用紙トレイ４０に積載された用紙Ｐを搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール４２で一旦停止させ、その後予め定められたタイミングで二次転写装置３０の二次転写位置へと送り込む。また、二次転写後の用紙Ｐを、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙Ｐを排出ロール４４によって機外へと送り出す。

次に、この画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、予め定められた作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置１をプリンタとして構成する場合には、ＰＣ(パーソナルコンピュータ)等、外部から入力されるデジタル画像信号をメモリに一時的に蓄積する。そして、メモリに蓄積されている４色(Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色)のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行う。すなわち、各色のデジタル画像信号に応じて各画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)をそれぞれ駆動する。次に、各画像形成ユニット１０では、帯電ロール１２により帯電された感光体ドラム１１に、露光部１３によりデジタル画像信号に応じた光ビームＢｍを照射することで、露光し静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を現像器１４により現像し、各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置１を複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をスキャナで読み取り、得られた読み取り信号を処理回路によりデジタル画像信号に変換した後、上記と同様にして各色のトナー像の形成を行うようにすればよい。

その後、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、一次転写ロール１５によって中間転写ベルト２０の表面に順次一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナーは、ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。

このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは予め定められたタイミングで二次転写位置へと搬送され、バックアップロール２４に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐを挟持する。

そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上に保持されたトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送される。定着装置５０では、用紙Ｐ上のトナー像が加熱・加圧定着され、その後、機外に設けられた排紙トレイ(図示せず)に送り出される。一方、二次転写後に中間転写ベルト２０に残存するトナーは、ベルトクリーナ２６によってクリーニングされる。

＜露光部の光学系の説明＞
次に、露光部１３の光学系について更に詳しく説明する。
図２〜図４は、露光部１３の光学系について説明した図である。
ここで図２は、露光部１３の光学系として上述したＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の４色のうち２色についての光学系について説明した図である。また図３は、露光部１３の光学系を図２のＩＩＩ方向から見た図であり、後述する光源１３１ａ、１３１ｂからポリゴンミラー１３４までの偏向前光学系について説明した図である。さらに図４は、露光部１３の光学系を図２のＩＶ方向から見た図であり、ポリゴンミラー１３４から後の偏向後光学系について説明した図である。
なお図２〜図４では、説明をわかりやすくするため、光ビームＢｍを反射するミラー等は省略している。実際には、このミラー等を利用することにより光ビームＢｍは反射され、１本の光ビームＢｍ毎に別々の感光体ドラム１１上に導かれる。またミラー等を利用することで、露光部１３をより小型化することができる。なお図２において図中下方向が主走査方向であり、図３〜図４において図中下方向が副走査方向となっている。

図２で示した光学系は、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の４色のうち２色についての光学系であるので、実際には、図２で示したものがもう１組存在し、他の２色分の光学系を受け持つ。そしてこの２組の光学系で露光部１３全体の光学系を構成する。なおこの場合、ポリゴンミラー１３４については、共用することができ、全体としてポリゴンミラー１３４を１つとすることもできる。
図示する光学系は、ポリゴンミラー１３４を境として、ポリゴンミラー１３４に入射前の偏向前光学系とポリゴンミラー１３４に反射後の偏向後光学系に分かれる。

偏向前光学系は、図２および図３に示すように光源１３１ａ、１３１ｂと、コリメータレンズ１３２と、シリンドリカルレンズ１３３とを備える。

光源１３１ａと光源１３１ｂは、それぞれ独立の２個の光源であり、ＹＭＣＫの４色のうち２色についての光ビームＢｍを出射し、感光体ドラム１１を露光する。本実施の形態では、２つの光源である光源１３１ａ、１３１ｂにより光源群が構成される。詳しくは後述するが、光源１３１ａ、１３１ｂは、複数のレーザダイオードを備え、それぞれ複数のレーザ光を出射するマルチビーム光源となっている。よって光ビームＢｍは、実際には複数のレーザ光からなるレーザ光の束である。なお本実施の形態では、説明の便宜上、以後、光源１３１ａから出射した光ビームＢｍを光ビームＢｍ１、光源１３１ｂから出射した光ビームＢｍを光ビームＢｍ２と言うことがある。また光源１３１ａと光源１３１ｂとを区別しない場合は、単に光源１３１と言うことがある。

コリメータレンズ１３２は、光源１３１からの光ビームＢｍを平行化する。
またシリンドリカルレンズ１３３は、コリメータレンズ１３２により平行化された光ビームＢｍを副走査方向において集光し、ポリゴンミラー１３４に結像させる。

ポリゴンミラー１３４は、本実施の形態では、入射した光ビームＢｍを偏向する光偏向器として機能する。ポリゴンミラー１３４は、例えば、六角形をしており、この六角形のそれぞれの辺部に光ビームＢｍを反射することができる反射面を有している。またポリゴンミラー１３４は、六角形の中心部を回転軸として図示しない駆動源により一定速度で図２の矢印Ｃ方向に回転している。このため、シリンドリカルレンズ１３３からの光ビームＢｍは、主走査方向に振られて偏向走査される。このとき図２に示すように光ビームＢｍは、感光体ドラム１１上では、図中下方向が走査方向（主走査方向）となる。また図２では、感光体ドラム１１上での走査開始位置をＳＯＳ（Start of Scan）、走査中央位置をＣＯＳ（Center of Scan）、走査終了位置をＥＯＳ（End of Scan）として図示している。なおポリゴンミラー１３４およびポリゴンミラー１３４を回転させる駆動源は、光ビームＢｍが対応する被走査体（この場合、感光体ドラム１１）上を直線状に走査するようにポリゴンミラー１３４を移動させる走査手段として捉えることができる。

なお図３からわかるように、光ビームＢｍは、光源１３１ａから発した光ビームＢｍ１と光源１３１ｂから発した光ビームＢｍ２とで、基準面に対してそれぞれ別々の角度をなしてポリゴンミラー１３４に入射する。これは、ポリゴンミラー１３４には、予め定められた個数として２個の光源１３１ａ、１３１ｂから出射した光ビームＢｍが、主走査方向から見たときに光源１３１ａ、１３１ｂ毎に異なる第１の角度をなして入射すると言い換えることもできる。即ち、図３に示すように光源１３１ａから発した光ビームＢｍ１は、主走査方向から見たときに基準面に対して＋θの角度をなしてポリゴンミラー１３４に入射する。一方、光源１３１ｂから発した光ビームＢｍ２は、主走査方向から見たときに基準面に対して−θの角度をなしてポリゴンミラー１３４に入射する。この場合、第１の角度としては、＋θと−θの２通りとなる。

偏向後光学系は、ポリゴンミラー１３４により偏向された光ビームＢｍを、対応する感光体ドラム１１上に導く。そのために偏向後光学系は、図２および図４に示すように第１のウインドウ１３５と、第１の走査レンズ１３６と、第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂと、第２のウインドウ１３８とを備える。

第１のウインドウ１３５と第２のウインドウ１３８は、光ビームＢｍを整形してビームのスポット径を安定させる。
第１の走査レンズ１３６および第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂは、ポリゴンミラー１３４より偏向走査された光ビームＢｍの走査速度を補正するとともに、感光体ドラム１１上に光ビームＢｍを結像させるものである。

本実施の形態では、第１の走査レンズ１３６は、予め定められた個数として２個の光源１３１ａ、１３１ｂから出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系として機能する。図示した例では、２個の光源１３１ａ、１３２ｂから出射し、ポリゴンミラー１３４により偏向された光ビームＢｍをともに通過させる。即ち、第１の走査レンズ１３６は、光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２とで共用される１つのレンズとして設けられる。

また第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂは、第１の走査光学系を通過した光ビームＢｍを光ビームＢｍ毎に通過させる第２の走査光学系として機能する。即ち、第２の走査レンズ１３７ａは、光ビームＢｍ１を通すが、光ビームＢｍ２は通さない。同様に第２の走査レンズ１３７ｂは、光ビームＢｍ２を通すが、光ビームＢｍ１は通さない。第２の走査レンズ１３７ａと第２の走査レンズ１３７ｂとは、２つの別々のレンズとして設けられる。
なお第１の走査レンズ１３６や第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂとしては、ｆθレンズ等を使用することができる。

このように本実施の形態の光学系では、２個の光源１３１ａと光源１３１ｂから発した光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２を主走査方向から見たときに各々異なる角度でポリゴンミラー１３４に入射させる。このためポリゴンミラー１３４により反射された光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２も各々異なる角度で出射することになる。そしてこれにより光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２は、別々の光路を通り、別々の感光体ドラム１１に光ビームＢｍを導くことができる。またこのようにすることで偏向後光学系において第１の走査光学系である第１の走査レンズ１３６を２本の光ビームである光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２とで共用することができる。よって偏向後光学系において使用されるレンズは、第１の走査レンズ１３６と第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂとで合計３個となる。通常の偏向後光学系では、第１の走査レンズ１３６は、２個使用され、偏向後光学系において使用されるレンズは合計４個であるため、本実施の形態では、部品点数を減らすことができる。
さらに露光部１３には、光ビームＢｍの位置を検出するビーム位置検出センサが配置される場合がある。このビーム位置検出センサは、光ビームＢｍを光電変換して画像信号に対する同期信号として用いるためのものである。そしてビーム位置検出センサも光ビームＢｍ１と光ビームＢｍ２とで共用することができ、部品点数をさらに減らすことができる。
そしてその結果として、露光部１３の製造費用を低減させることができる。

＜光源の構成の説明＞
次に本実施の形態の光源の構成についてさらに詳しく説明を行う。
ここでは、まず従来の光源についてその構成と問題点を説明し、その後で本実施の形態の光源１３１についての説明を行う。
図５は、従来の光源の構成について説明した図である。
図示する従来の光源２３１は、面発光レーザであるＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）で構成されており、発光点として複数のレーザダイオードＬＤが半導体チップ上に二次元配列されている。図５に示した例では、レーザダイオードＬＤは、主走査方向に４個、副走査方向に８個配列する。そしてこれにより光源２３１は、８行×４列の合計３２個のレーザダイオードＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ３２）からレーザ光を出射するマルチビーム光源となっている。つまり上述した光ビームＢｍは、３２本のレーザ光の束からなる。

またこの従来の光源２３１では、副走査方向に配列するレーザダイオードＬＤは、それぞれの列毎に副走査方向に沿ってほぼ平行に配列する。一方、主走査方向に配列するレーザダイオードＬＤは、主走査方向に予め定められた角度をなして配列する。これにより主走査方向に配列するレーザダイオードＬＤは、主走査方向に行くに従い、副走査方向にずれるように配列し、全体として平行四辺形状となる。そしてこれらのレーザダイオードＬＤを主走査方向から見たときには、３２個のレーザダイオードＬＤが一列に配列しているように見える。

このようにレーザダイオードＬＤを配列することで、３２本のレーザ光からなる光ビームＢｍが形成され、３２ラインを同時に走査することができる。つまり１本のレーザ光により形成される光ビームＢｍを使用する場合に比べ、より高速に静電潜像を形成することができる露光部１３を実現することができる。

しかしながら図５の構成の光源２３１を使用した場合、以下のような問題が生ずる。
図６（ａ）〜（ｄ）は、図５の構成の光源２３１を使用した場合の問題点について説明した図である。
ここで図６（ａ）は、図５の光源２３１から発し、ポリゴンミラー１３４に入射する前のレーザ光Ｌの配置を簡略化して示した図である。この図６（ａ）は、図２のＶＩａ方向からレーザ光Ｌの配置を見た場合に対応する。
また図６（ｂ）は、ポリゴンミラー１３４にレーザ光Ｌが入射される様子を副走査方向から見た図である。なおこの図６（ｂ）は、図３においてシリンドリカルレンズ１３３とポリゴンミラー１３４の間を拡大した図に対応する。
さらに図６（ｃ）は、図６（ｂ）をＶＩｃ方向から見た図である。なおこの図６（ｃ）は、図２においてポリゴンミラー１３４付近を拡大した図に対応する。
またさらに図６（ｄ）は、ポリゴンミラー１３４に反射した後のレーザ光Ｌの配置を簡略化して示した図である。この図６（ｄ）は、図２のＶＩｄ方向からレーザ光Ｌの配置を見た場合に対応する。

まず図６（ａ）では、図５の光源２３１から発したレーザ光Ｌの位置として代表的な４点を図示している。ここでは、図５の光源２３１におけるレーザダイオードＬＤのうち平行四辺形の頂点の位置に配されるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ４、ＬＤ２９、ＬＤ３２のそれぞれから発したレーザ光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ２９、Ｌ３２の配置を示している。図示する通り、レーザ光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ２９、Ｌ３２の配置は、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ４、ＬＤ２９、ＬＤ３２と同様の形状である平行四辺形状となる。

図６（ｂ）では、レーザ光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ２９、Ｌ３２のうち、レーザ光Ｌ１、Ｌ２９についてポリゴンミラー１３４に入射する様子を示している。なおここでは図３で説明した光ビームＢｍ１がポリゴンミラー１３４に入射する場合を例に採り説明を行う。光ビームＢｍ１は、ＧからＧ’方向に進行し、ポリゴンミラー１３４に基準面に対し＋θの角度をなして入射する。このとき光ビームＢｍ１のレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９とは、ｘの光路差をもってポリゴンミラー１３４に入射する。

そしてこの光路差ｘが生じるために、図６（ｃ）に示すようにポリゴンミラー１３４の反射後にレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９との間にレーザ光Ｌ１からレーザ光Ｌ２９に向く方向から見たときにΔの大きさでずれが生ずる。つまりポリゴンミラー１３４の反射後におけるレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９を結ぶ線は、ポリゴンミラー１３４の反射前におけるレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９を結ぶ線に対し平行とならなくなる。

このずれ量Δは、光源２３１のＬＤ１とＬＤ２９との距離をｄ、ポリゴンミラー１３４に入射するレーザ光Ｌと反射したレーザ光Ｌのなす角度をα、偏向前光学系における副走査方向の倍率をβｓとすると、下記（１）式および（２）式により算出することができる。

ｘ≒ｄ・ｔａｎ（＋θ）・βｓ …（１）

Δ＝２・ｘ・ｔａｎ（α／２）・ｓｉｎ（９０°−α／２）
＝２・ｄ・ｔａｎ（＋θ）・ｔａｎ（α／２）・ｃｏｓ（α／２）・βｓ …（２）

なお光ビームＢｍ２のずれ量についても、（１）式、（２）式の（＋θ）のかわりに（−θ）を入れることで同様に算出することができる。

なおこのずれは、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２９に限らず、他のレーザ光Ｌについても生じるものである。その結果として、レーザ光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ２９、Ｌ３２で形成される平行四辺形は、図６（ａ）に対し、図６（ｄ）に示すようにゆがんだものとなる。なお図６（ｄ）は、ポリゴンミラー１３４に反射した後のレーザ光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ２９、Ｌ３２の配置であるため、図６（ａ）に対し左右が反転した配置となる。

図７（ａ）〜（ｄ）は、感光体ドラム１１に形成される静電潜像について説明した図である。なお図７（ａ）〜（ｄ）では、図２のＶＩＩ方向から感光体ドラム１１に形成される静電画像について図示している。
このうち図７（ａ）〜（ｂ）は、図６（ｄ）に示したレーザ光Ｌの配置で静電潜像を形成した場合を示している。このとき副走査方向に並ぶレーザ光Ｌは、ずれが生じているため、これにより例えば、副走査方向に直線を描こうとしたときでも、直線とならずギザギザの鋸歯状の線が描かれる。その結果、画像形成装置１（図１参照）で形成される画像には、ディフェクト（欠陥）が生じる。

一方、図７（ｃ）〜（ｄ）は、図６（ａ）に示したレーザ光Ｌの配置がゆがまず、そのままの形状で静電潜像を形成した場合を示している。これは光ビームＢｍをポリゴンミラー１３４に基準面に沿って（０°の角度で）入射したときに相当する。
図示するようにこの場合は、例えば、副走査方向に直線を描こうとしたときに、直線となり、その結果、画像形成装置１（図１参照）で形成される画像にディフェクト（欠陥）が生じにくくなる。つまり副走査方向に並ぶレーザ光Ｌの配置は、副走査方向に対しほぼ平行であることが必要となる。

このようにポリゴンミラー１３４に光ビームＢｍを主走査方向から見たときに第１の角度をなして入射させたときには、図５に示した光源２３１では、レーザ光Ｌの配置にゆがみが生ずる。その結果、感光体ドラム１１上に描かれる静電潜像は、正常とはならない。

この問題の抑制を図るのに、偏向後光学系の調整を行う方法では、困難である。
そこで本実施の形態では、以下の構成を有する光源１３１ａ、１３１ｂを使用し、この問題の抑制を図っている。

図８（ａ）〜（ｂ）は、本形態における光源の構成について説明した図である。ここで図８（ａ）は、光源１３１ａの構成を図示している。また図８（ｂ）は、光源１３１ｂの構成を図示している。
図示する光源１３１ａ、１３１ｂは、図５の面発光レーザであるＶＣＳＥＬであり、８行×４列の合計３２個のレーザダイオードＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ３２）からレーザ光を出射するマルチビーム光源という点では同様の構成を採る。

一方、本実施の形態の光源１３１ａ、１３１ｂでは、レーザダイオードＬＤは、副走査方向に対し予め定められた角度をなして配列する。図示する例では、光源１３１ａは、副走査方向に対し＋φの角度をなして配列し、光源１３１ｂは、副走査方向に対し−φの角度をなして配列する。この角度＋φ、−φは、上記ずれ量Δを相殺するように決定される。つまりずれ量Δがほぼ０になるように角度＋φ、−φは、設定される。またずれ量Δは、（２）式によれば、第１の角度（この場合、＋θまたは−θ）に依存する。よってこの場合、レーザダイオードＬＤは、副走査方向に対し第１の角度を基に決定される第２の角度（この場合、＋φまたは−φ）をなして配列すると言うこともできる。

なお図示する光源１３１ａ、１３１ｂは、光源２３１を＋φまたは−φ回転させることでも実現することができる。よって本実施の形態の光源１３１ａ、１３１ｂは、従来の光源２３１に対し、レーザダイオードＬＤが副走査方向に対し第１の角度を基に決定される第２の角度をなすように回転させたものであるという見方もできる。

次に本実施の形態の偏向後光学系の構成についてさらに詳しく説明を行う。
＜偏向後光学系の構成の説明＞
図９（ａ）〜（ｃ）は、ポリゴンミラー１３４に光ビームＢｍを主走査方向から見たときに第１の角度をなして入射させるときに生ずる他の問題点を説明した図である。
図９（ａ）は、図４と同様に図２のＩＶ方向から見た図であり、ポリゴンミラー１３４に反射後の光ビームＢｍ１の光路について説明した図である。なおここでは、説明をわかりやすくするため、ポリゴンミラー１３４と感光体ドラム１１との間にある第１の走査レンズ１３６や第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂ等は、省略している。ここでは、感光体ドラム１１上において光ビームＢｍ１が照射される位置をＳＯＳ、ＣＯＳ、ＥＯＳ（図２参照）毎に図示している。

このとき光ビームＢｍ１は、図２に示すように感光体ドラム１１上のＣＯＳの位置を走査するときよりＳＯＳおよびＥＯＳの位置を走査するときの方が、ポリゴンミラー１３４から感光体ドラム１１への距離がより長くなる。ここで光ビームＢｍ１は、基準面に対しポリゴンミラー１３４に＋θの角度で入射するが、ポリゴンミラー１３４に反射した後は、−θの角度で基準面より図９（ａ）の下方向に向けて進む。そのため光ビームＢｍ１が、長い距離を進むほど、感光体ドラム１１に到達する位置が、基準面よりもより図９（ａ）下側に移動することになる。つまりこの場合、光ビームＢｍ１は、図９（ａ）に示すようにＣＯＳの位置を走査するときよりＳＯＳおよびＥＯＳの位置を走査するときの方が、感光体ドラム１１に到達する位置が、より図中下側にずれることになる。

このとき光ビームＢｍ１により感光体ドラム１１上で描かれる主走査線は、図９（ｂ）に示すようになる。即ち、感光体ドラム１１の中央部より端部の方が、図中下側になり、凸状の曲線となる。なお光ビームＢｍ１により感光体ドラム１１上で描かれる主走査線は、図９（ｂ）とは逆に凹状の曲線となる。

またこの場合、図９（ａ）に示すように光ビームＢｍ１のレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９とは、ｙの距離差をもって感光体ドラム１１に達する。即ち、レーザ光Ｌ２９は、レーザ光Ｌ１よりｙの長さだけ光路長が長い。このため、図９（ｂ）で見たときにレーザ光Ｌ２９は、レーザ光Ｌ１より感光体ドラム１１に到達する位置が感光体ドラム１１のより端部側（ＳＯＳの場合は、図中右側、ＥＯＳの場合は、図中左側）となる。その結果として、図９（ｃ）に示すように主走査方向にずれが生ずる。つまりレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２９を結ぶ線は、副走査方向に対し平行とはならなくなる。なお図９（ｃ）では、ＳＯＳの場合とＥＯＳの場合の２通りについて、このときのずれ量をΨとして図示している。

結局、この場合も図７で説明したのと同様に、副走査方向に並ぶレーザ光Ｌには、ずれが生じる。よって感光体ドラム１１上に描かれる静電潜像は、正常とはならず、画像形成装置１（図１参照）で形成される画像には、ディフェクトが生じる。

この２つの問題の抑制を図るのに、光源１３１ａ、１３１ｂの調整を行う方法では、困難である。
そこで本実施の形態では、偏向後光学系を調整することで、この問題の抑制を図っている。

まず上述した問題のうち前者の感光体ドラム１１上で描かれる主走査線が、図９（ｂ）のようになる問題については、第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂの位置を調整することで、対応が可能である。
図１０（ａ）は、第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂの位置の調整について説明した図である。
図１０（ａ）は、第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂを図２のＩＶ方向から見た図である。そして図示するように第２の走査レンズ１３７ａ、１３７ｂの位置を回転（チルト）させつつ副走査方向に沿ってずらす（オフセット）することにより、主走査線の形状を直線状に修正することができる。

また上述した問題のうち後者の副走査方向に並ぶレーザ光Ｌに、ずれが生じる問題については、第１の走査レンズ１３６を非球面レンズとし、この非球面レンズの表面形状の設計を最適化する。そしてこれにより上記ずれ量Ψをほぼ０とすることができる。
これは、本実施の形態の偏向後光学系は、光ビームＢｍが主走査方向から見たときにポリゴンミラー１３４に第１の角度をなして入射することに起因し、ポリゴンミラー１３４から対応する感光体ドラム１１に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームＢｍの主走査方向におけるずれを補正するものである、と言い換えることもできる。

より具体的には、第１の走査レンズ１３６は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力（パワー）が強くなる特性を有するようにすることが好ましい。
図１０（ｂ）は、第１の走査レンズ１３６の特性について説明した図である。
図１０（ｂ）は、第１の走査レンズ１３６を図２のＩＶ方向から見た図である。そして図示するように光軸より副走査方向に離れるに従い、主走査方向のパワーが強くなるようにする。この場合レーザ光Ｌ２９よりレーザ光Ｌ１の方が主査方向により大きく屈折し、これにより感光体ドラム１１に到達するときには、レーザ光Ｌ２とレーザ光Ｌ２９とで上記ずれ量Ψがほぼ０になるように補正される。

以上詳述した例では、光源は、光源１３１ａ、１３１ｂの２個であったが、これに限られるものではなく、３個以上としてもよい。例えば、光源が３個の場合だとポリゴンミラー１３４へ入射する第１の角度として、＋θ、０、−θとすることが考えられる。

１…画像形成装置、１１…感光体ドラム、１３…露光部、１３１ａ、１３１ｂ…光源、１３６…第１の走査レンズ、１３７ａ、１３７ｂ…第２の走査レンズ、Ｂｍ…光ビーム、ＬＤ…レーザダイオード、Ｌ…レーザ光

Claims (3)

1. 複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、
   前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する被走査体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記被走査体上に導く偏向後光学系と、
   を備え、
   前記光源の前記発光点は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、前記被走査体上において生じる副走査方向に対し平行とならない光ビームのずれ量を相殺するように決定される第２の角度をなすように回転させて配列し、
   前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、
   前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、
   前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有することを特徴とする光走査装置。
2. 複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、
   前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する被走査体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記被走査体上に導く偏向後光学系と、
   を備え、
   前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記被走査体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、
   前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、
   前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有することを特徴とする光走査装置。
3. 静電潜像を像保持体に形成する光走査手段と、
   前記光走査手段により形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
   を備え
   前記光走査手段は、
   複数の発光点により光ビームを出射する光源を複数有する光源群と、
   前記複数の光源のうち予め定められた個数の光源から出射した光ビームを主走査方向から見たときに光源毎に異なる第１の角度をなして入射させ、入射した光ビームを偏向する光偏向器を備え、光ビームが対応する像保持体上を直線状に走査するように当該光偏向器を移動させる走査手段と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームを、対応する前記像保持体上に導く偏向後光学系と、
   を備え、
   前記光源の前記発光点は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、前記像保持体上において生じる副走査方向に対し平行とならない光ビームのずれ量を相殺するように決定される第２の角度をなすように回転させて配列し、
   前記偏向後光学系は、光ビームが主走査方向から見たときに前記光偏向器に前記第１の角度をなして入射することに起因し、当該光偏向器から対応する前記像保持体に達するまでの距離の差に応じて生じる光ビームの主走査方向におけるずれを補正するものであり、
   前記偏向後光学系は、前記予め定められた個数の光源から出射した光ビームをまとめて通過させる第１の走査光学系と、当該第１の走査光学系を通過した光ビームを光ビーム毎に通過させる第２の走査光学系と、を有し、
   前記第１の走査光学系は、光軸から副走査方向に離れるに従い主走査方向の屈折力が強くなる特性を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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