特許 5786525 光走査装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5786525

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】光走査装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20150910BHJP

   G02B 26/12 20060101ALI20150910BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20150910BHJP

   H04N 1/113 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 A

   G02B26/10 D

   G02B26/10 B

   G02B26/12

   B41J2/47 101D

   H04N1/04 104A

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-165898(P2011-165898)

(22)【出願日】2011年7月28日

(65)【公開番号】特開2013-29682(P2013-29682A)

(43)【公開日】2013年2月7日

【審査請求日】2014年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005496

【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】牧嶋 良哲

【審査官】 堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３１１３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０５８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４４７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−５０３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２２６１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／１０ − ２６／１２

Ｂ４１Ｊ ２／４７

Ｈ０４Ｎ １／１１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次元に配列された複数の発光点と、
前記複数の発光点から発せられた複数の光線のビーム径を主走査方向に拡大する拡大手段と、
前記複数の光線を主走査方向において偏向しつつ被走査面に照射することで、前記被走査面に対して前記複数の光線を走査する走査手段と、
前記被走査面において前記複数の光線の走査開始点が副走査方向に一列に並ぶように、前記複数の発光点の発光時期を制御する制御手段と、
前記被走査面に照射された前記複数の光線のビーム径が予め定められたビーム径となるように、前記拡大手段の位置を調整する調整手段と、
前記調整手段によって前記拡大手段の位置が調整された場合、前記被走査面において前記複数の光線の走査開始点が副走査方向に一列に並ぶように、前記拡大手段の位置の調整量に応じて前記複数の発光点の発光時期を補正する補正手段と、
を有する光走査装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記複数の光線の内の特定の光線の走査開始点が前記被走査面における予め定められた位置となるように、前記特定の発光点の発光時期を制御し、
前記補正手段は、前記調整手段によって前記拡大手段の位置が調整された場合、前記特定の光線の走査開始点が前記被走査面における予め定められた位置となるように、前記拡大手段の位置の調整量に応じて前記特定の発光点の発光時期を補正する請求項１に記載の光走査装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の光走査装置によって露光走査されて静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記現像装置によって現像されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、
を有する画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数のビームに対して一つのオートフォーカス機構を備えるにも拘わらず、高品質な描画を可能とするレーザ走査光学装置を得ることを目的とし、図２に示されるように、複数のレーザビーム発光素子を備えたマルチビームレーザ（１）とコリメータレンズ（２）とポリゴンミラー（３）と走査レンズ（４）とで構成されるレーザ走査光学装置において、一のビームに対してコリメータレンズ（２）を光軸上で移動させることで感光体ドラム（１０２）上でのビーム径の調整を行った後、マルチビームレーザ（１）をステッピングモータなどで回転調整することで感光体ドラム上でのビームの相対位置の調整を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１２２６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、二次元に配列された複数の発光点から発せられた複数の光線の被走査面上でのビーム径を調整するために、前記複数の発光点から発せられた複数の光線を主走査方向に拡大する拡大手段の位置が調整された場合でも、複数の光線の走査開始点の配列にズレが生じるのを抑制するようにした光走査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の請求項１の光走査装置は、二次元に配列された複数の発光点と、前記複数の発光点から発せられた複数の光線のビーム径を主走査方向に拡大する拡大手段と、前記複数の光線を主走査方向において偏向しつつ被走査面に照射することで、前記被走査面に対して前記複数の光線を走査する走査手段と、前記被走査面において前記複数の光線の走査開始点が副走査方向に一列に並ぶように、前記複数の発光点の発光時期を制御する制御手段と、前記被走査面に照射された前記複数の光線のビーム径が予め定められたビーム径となるように、前記拡大手段の位置を調整する調整手段と、前記調整手段によって前記拡大手段の位置が調整された場合、前記被走査面において前記複数の光線の走査開始点が副走査方向に一列に並ぶように、前記拡大手段の位置の調整量に応じて前記複数の発光点の発光時期を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

【0006】

本発明の請求項２の光走査装置は、請求項１に記載の光走査装置において、前記制御手段は、前記複数の光線の内の特定の光線の走査開始点が前記被走査面における予め定められた位置となるように、前記特定の発光点の発光時期を制御し、前記補正手段は、前記調整手段によって前記拡大手段の位置が調整された場合、前記特定の光線の走査開始点が前記被走査面における予め定められた位置となるように、前記拡大手段の位置の調整量に応じて前記特定の発光点の発光時期を補正することを特徴とする。

【0007】

本発明の請求項３の画像形成装置は、請求項１または請求項２に記載の光走査装置によって露光走査されて静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、前記現像装置によって現像されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の請求項１に記載の光走査装置によれば、二次元に配列された複数の発光点から発せられた複数の光線を主走査方向に拡大する拡大手段の位置が調整された場合でも、複数の光線の走査開始点の配列にズレが生じるのを抑制することができる。

【0009】

本発明の請求項２に記載の光走査装置によれば、二次元に配列された複数の発光点から発せられた複数の光線を主走査方向に拡大する拡大手段の位置が調整された場合でも、特定の光線の走査開始点の位置が変動するのを抑制することができる。

【0010】

本発明の請求項３に記載の画像形成装置によれば、走査不良に起因する画質劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る光走査装置を含む画像形成装置の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。

【図3】図２に示すエクスパンダレンズの緒元を示す表である。

【図4】図２に示す光源の構成を示す図である。

【図5】図４に示す複数の発光点それぞれによる走査開始点についての説明図である。

【図6】図５に示す各列の走査開始点のイニシャルギャップの具体的な値を示す表である。

【図7】図４に示す発光点から発せられた光線の偏向前光学系における態様を示す図である。

【図8】図７に示す光線のビーム径を拡大することで感光体表面でのビーム径を小さく設定することが可能となることを説明する説明図である。

【図9】図７に示す光線のビームウエスト径と焦点深度との関係を説明する説明図である。

【図10】図４に示す複数の発光点それぞれによる走査開始点について、焦点調整のためにエクスパンダレンズを光軸方向上流側に移動させた場合の説明図である。

【図11】図４に示す複数の発光点それぞれによる走査開始点について、焦点調整のためにエクスパンダレンズを光軸方向上流側に移動させた場合の説明図である。

【図12】図２に示すエクスパンダレンズの移動量（調整量）に対するイニシャルギャップの変動量を示す表である。

【図13】図２に示すエクスパンダレンズの移動量（調整量）に対するサイドレジの変動量を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る光走査装置および画像形成装置の実施形態について、添付の図面を用いて説明する。

【0013】

（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置を含む画像形成装置の構成の一例を示している。

【0014】

画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（Ｙはイエロー用、Ｍはマゼンタ用、Ｃはシアン用、Ｋはブラック用を示す）を備えている。これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれ、像保持体の一例としての感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを備えている。感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの周囲には、それぞれ、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面を帯電する帯電装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと、帯電された感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面（被走査面）に静電潜像を形成すべく露光走査する光走査装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによりトナー像とする現像装置１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋと、トナー像を被転写体の一例としての転写ベルト１００に一次転写するための例えば転写ロールからなる一次転写装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、転写後の感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に付着した残留トナーを除去するための感光体ドラムクリーナー２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとが備えられている。

【0015】

転写ベルト１００は、駆動ロール２６ａ、転写ベルト１００がゆがんだり蛇行したりすることを防ぐためのテンション・ステアリングロール２６ｃ、支持ロール２６ｂ，２６ｄ，２６ｅ、および、バックアップロール２８により内周面側から張力を掛けつつ回転可能に支持（張架）されている。このように転写ベルト１００を張架する複数のロール２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅと、駆動ロール２６ａを回転させるモータ（図示省略）がベルト駆動装置２５を構成している。

【0016】

転写ベルト１００の周囲には、当該転写ベルト１００を介してバックアップロール２８と対向して例えば転写ロールからなる二次転写装置３０が配置されている。二次転写装置３０よりも転写ベルト１００の回転方向（図中に矢印Ｘで示す）の下流側には、ベルトクリーナー３２が配置されている。ベルトクリーナー３２は、転写ベルト１００の外周面に残留するトナーの除去を目的とするものである。

【0017】

また、二次転写装置３０の周囲には、二次転写装置３０に対して記録媒体の一例としての記録用紙Ｐを搬送供給する給紙装置３３と、二次転写装置３０による二次転写後の記録用紙Ｐを搬送するための搬送装置３４と、搬送装置３４による搬送方向下流側に設けられて記録用紙Ｐに転写されたトナー像を定着するための定着装置３６が設けられている。

【0018】

画像形成装置１では、まず、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２Ｙは図中の時計回りに回転し、帯電装置１４Ｙでその表面が帯電される。次いで、帯電された感光体ドラム１２Ｙの表面には、光走査装置１６Ｙによって露光走査されることで第１色（Ｙ）の静電潜像が形成される。

【0019】

この静電潜像は現像装置１８Ｙにより供給されるトナー（トナーを含む現像剤）によって現像され、可視化されたトナー像が形成される。トナー像は感光体ドラム１２Ｙの回転により一次転写部に到り、一次転写装置２０Ｙからトナー像に逆極性の電界を作用させることにより、トナー像が転写ベルト１００に一次転写される。

【0020】

同様にして第２色のトナー像（Ｍ）、第３色のトナー像（Ｃ）、第４色のトナー像（Ｋ）が画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより順次形成され転写ベルト１００において重ね合わせられ、多重トナー像が形成される。

【0021】

次に、転写ベルト１００に転写された多重トナー像は転写ベルト１００の回転で二次転写装置３０が設置された二次転写部に到る。この二次転写部では、二次転写装置３０と転写ベルト１００を介して対向配置したバックアップロール２８との間にトナー像の極性と同極性のバイアス（転写電圧）を印加することで、当該トナー像を記録用紙Ｐに静電反発させて転写する。

【0022】

具体的には、記録用紙Ｐは、記録用紙容器（図示省略）に収容された記録用紙束からピックアップローラ（図示省略）で一枚ずつ取り出され、フィードロール（図示省略）で二次転写部の転写ベルト１００と二次転写装置３０との間に予め定められたタイミングで供給される。そして、供給された記録用紙Ｐには、二次転写装置３０とバックアップロール２８を圧接させると共に転写電圧を付与することで、転写ベルト１００に保持されたトナー像が転写される。

【0023】

トナー像が転写された記録用紙Ｐは、搬送装置３４により定着装置３６に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。

【0024】

多重トナー像の記録用紙Ｐへの転写が終了した転写ベルト１００は、二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー３２で外周面に残留するトナーの除去が行われ、次の転写に備えることとなる。また、二次転写装置３０にもクリーニング部材（図示省略）が設けられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。

【0025】

尚、単色画像の転写の場合は、一次転写されたトナー像を単色で二次転写して定着装置３６に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は各色のトナー像が一次転写部で一致するように転写ベルト１００と感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋとの回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。

【0026】

このようにして、本実施形態に係る画像形成装置１では、記録用紙Ｐに画像が形成される。

【0027】

（光走査装置）
次いで、光走査装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋの構成について説明する。光走査装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは各色とも同一構成である。以降、添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略し、各色を区別せずに説明する。

【0028】

図２は、光走査装置１６の構成を示している。光走査装置１６は、光源４０と、偏向前光学系４２と、偏向器（ポリゴンミラー）４４と、走査光学系４６と、制御装置４８とを有している。

【0029】

光源４０から発せられた光線は、偏向前光学系４２を通じて偏向器４４に導かれる。偏向器４４に導かれた光線は、等速度で回転する偏向器４４によって主走査方向に偏向される。偏向された光線は走査光学系４６を通じて被走査面の一例としての感光体表面５０に照射される。即ち、光源４０から発せられた光線は偏向器４４と走査光学系４６とによって主走査方向に偏向されつつ感光体表面５０に照射される。それにより、感光体表面５０に対して光線が走査されることとなる。偏向器４４と走査光学系４６とが走査手段の一例を構成している。

【0030】

偏向器４４と走査光学系４６によって光線を偏向走査する方向が主走査方向であり、主走査方向に直交する方向が副走査方向である。感光体表面５０においては、軸方向に対応する方向が主走査方向であり、回転方向に対応する方向が副走査方向である。また、光線進行方向であって、主走査方向および副走査方向に直交する方向が光軸方向である。

【0031】

偏向前光学系４２には、光源４０から発せられた光線を平行光に変換するコリメータレンズ５２と、コリメータレンズ５２を通過した光線の一部を絞って所望のビーム形状に整形するスリット５４と、スリット５４を通過した光線を画像書き込み用の透過光と光量調整用の反射光とに分割するビームスプリッター５６と、ビームスプリッター５６を透過光として通過した光線に対して主走査方向においてビーム径を拡大する拡大手段の一例としての一対のエクスパンダレンズ５８、６０と、一対のエクスパンダレンズ５８、６０の間に設けられて光線を副走査方向に収束するシリンダーレンズ６２とが備えられている。

【0032】

一対のエクスパンダレンズ５８、６０の内の光線進行方向上流側のエクスパンダレンズ５８は、主走査方向にのみパワーをもつレンズであり、主走査方向にのみ平行光を発散光に変換する。光線進行方向下流側のエクスパンダレンズ６０は、主走査方向にのみパワーをもつレンズであり、エクスパンダレンズ５８によって変換された発散光を平行光に再変換する。それにより、一対のエクスパンダレンズ５８、６０の間でビーム径が拡大される。一対のエクスパンダレンズ５８、６０の各緒元を図３に示す。

【0033】

図２に示すように、光線進行方向下流側のエクスパンダレンズ６０には、調整手段の一例としてのステッピングモータ６３が接続されている。エクスパンダレンズ６０は、ステッピングモータ６３の駆動により、後述する如く感光体表面５０における光線の焦点位置を調整すべく、光軸方向において移動可能に構成されている。ステッピングモータ６３は制御装置４８に電気的に接続されている。ステッピングモータ６３によるエクスパンダレンズ６０の移動は制御装置４８によって制御されおり、制御装置４８はステッピングモータ６３の駆動量（パルス数）からエクスパンダレンズ６０の移動量を把握可能とされている。

【0034】

シリンダーレンズ６２は、副走査方向にのみパワーをもつレンズであり、偏向器４４の近傍において副走査方向に光線を収束させるためのものである。

【0035】

走査光学系４６は、上流側から順に、ｆθレンズ６４と、ｆθレンズ６６と、シリンダーミラー６８と、折り返しミラー７０と、シリンダーミラー７２と、ウインドウガラス７４とを備えている。

【0036】

ｆθレンズ６４，６６は、２枚の組み合わせにより、感光体表面５０で光線が等速に走査されるように光線走査位置を変換すると共に、主走査方向のビーム径を収束するものである。２枚のシリンダーミラー６８、７２は、副走査方向にのみパワーをもつミラーであり、２枚でアフォーカル光学系を構成し副走査方向のビーム径を収束するものである。また、２枚のシリンダーミラー６８、７２は、偏向器４４の副走査方向の傾き（面倒れ）を補正する機能も有している。折り返しミラー７０は、２枚のシリンダーミラー６８、７２の間で光線を折り返すためのものである。ウインドウガラス７４は、光線の出射窓であり、光走査装置１６内部への埃や異物の侵入を防止するものである。

【0037】

図４は、光源４０の構成を示している。光源４０は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：面発光レーザ）であり、主走査方向および副走査方向の二次元に配置された３２個の発光点７６を備えている。具体的には、副走査方向に沿って等間隔に配列された８個の発光点７６からなる列が、主走査方向において等間隔に４列並べられている。即ち、図中に示すように、３２個の発光点７６は８行×４列の並びで配置されている。また、各列の同行目の発光点７６同士は、副走査方向において異なる位置に配置されている。具体的には、副走査方向において、１行目１列目の発光点７６と２行目１列目の発光点７６の間に、１行目２列目の発光点７６と１行目３列目の発光点７６と１行目４列目の発光点７６とが等間隔に配置されている。結果として、光源４０を主走査方向から見た場合、３２個の発光点７６が副走査方向において等間隔で配置されている。

【0038】

図２に示すように、光源４０は制御装置４８に電気的に接続されており、これら３２個の発光点７６の発光・非発光はそれぞれ制御装置４８によって独立的に制御可能とされている。

【0039】

図５は、感光体表面５０における３２個の発光点７６それぞれによる走査開始点７８を説明する説明図である。感光体表面５０を走査すべく３２個の発光点７６が同時期に発光させられたとすると、３２個の発光点７６は二次元配置されているため、図５（Ａ）に示すように、１列目の発光点７６による走査開始点７８、２列目の発光点７６による走査開始点７８、３列目の発光点７６による走査開始点７８および４列目の発光点７６による走査開始点７８は、主走査方向において異なる位置となる。即ち、４列目の走査開始点７８を基準とし、４列目の走査開始点７８と１列目の走査開始点７８との間にはイニシャルギャップＧ１４が存在し、４列目の走査開始点７８と２列目の走査開始点７８との間にはイニシャルギャップＧ２４が存在し、４列目の走査開始点７８と３列目の走査開始点７８との間にはイニシャルギャップＧ３４が存在する。図６に、イニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４の具体的な値を示す。

【0040】

図５（Ｂ）に示すように、このイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４を解消し、感光体表面５０において３２個の発光点７６による走査開始点７８が副走査方向において一列に並ぶように、列毎に発光点７６の発光時期が制御装置４８によって制御されている。具体的には、制御装置４８は、４列目の発光点７６の発光時期に対して、３列目の発光点７６をイニシャルギャップＧ３４相当分の時間が経過した後に、２列目の発光点７６をイニシャルギャップＧ２４相当分の時間が経過した後に、１列目の発光点７６をイニシャルギャップＧ１４相当分の時間が経過した後に発光させている。それにより、感光体表面５０において３２個の発光点７６による走査開始点７８が副走査方向において一列に並ぶこととなる。また、基準となる４列目の発光点（特定の発光点）７６の発光時期は、４列目の発光点７６による走査開始点７８が感光体表面５０の側端８０から予め定められた距離（サイドレジ）Ｓ０となるように制御されている。なお、図示は省略するが、３２個の発光点７６による走査終了点についても副走査方向において一列に並ぶように、３２個の発光点７６を非発光とする非発光時期も制御装置４８によって制御されている。

【0041】

図７は、異なる列、例えば１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の偏向前光学系４２における態様を示している。図中において、１列目の発光点７６からの光線を細線で、４列目の発光点７６からの光線を太線で示している。また、各光線の主光線軸を一点破線で示し、ビーム径を実線で示している。なお、偏向前光学系４２のスリット５４、ビームスプリッター５６およびシリンダーレンズ６２は、便宜上を省略している。また、２列目と３列目の発光点７６から発せられた光線の態様についても便宜上省略しているが、１列目の発光点７６による光線と４列目の発光点７６による光線との間に等間隔で存在している。

【0042】

１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線はそれぞれ、コリメータレンズ５２によって平行光に変換され、次いで光線進行方向上流側のエクスパンダレンズ５８によって主走査方向において発散光に変換され、次いで光線進行方向下流側のエクスパンダレンズ６０によって平行光に再変換される。それにより、１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線それぞれのビーム径が拡大される。１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ１４は、図５（Ａ）において示したイニシャルギャップＧ１４に対応するものである。

【0043】

このように一対のエクスパンダレンズ５８、６０によってビーム径を拡大しているが、これは感光体表面５０でのビーム径をできるだけ小さく設定するためである。それにより、画像解像度を向上させられる。

【0044】

図８は、ビーム径を拡大することで感光体表面５０でのビーム径を小さく設定することが可能となることを説明する説明図である。

【0045】

光軸方向位置ｚに対するビーム径ωは、次式の双曲線で表される。
ω^２−（ω_０／ｔ）^２・ｚ^２＝ω_０^２
ｔ＝（π／λ）・ω_０^２

【0046】

ここで、ω_０はビームウエスト径（感光体表面でのビーム径）であり、λは波長である。この双曲線の漸近線の傾きｍは次式で表される。
ｍ＝λ／（πω_０）

【0047】

この式から、ビームウエスト径ω_０を小さくするには、漸近線の傾きｍを大きくすればよいことが分かる。即ち、仮想線で示すようにビーム径を拡大すればビームウエスト径ω_０を小さく設定することが可能となる。

【0048】

図９は、ビームウエスト径ω_０と焦点深度との関係を説明する説明図である。

【0049】

ビーム径ωがビームウエスト径ω_０のａ倍となる光軸方向位置ｚは次式で与えられる。
ｚ＝±（π／λ）・ω_０^２・（ａ^２−１）^{（１／２）}

【0050】

焦点深度とは、ビームウエストの近傍でビーム径が安定している範囲のことであり、ここで、例えば焦点深度をビーム径ωがビームウエスト径ω_０の２０％以下になる範囲と定義すると、上式においてａ＝１．２となり、この場合の焦点深度２ｚは次式で表される。
２ｚ＝２．０８・ω_０^２／λ

【0051】

この式から、焦点深度２ｚはビームウエスト径ω_０と波長λのみに依存することが分かる。そして、波長λが同じ場合、ビームウエスト径ω_０が小さいほど焦点深度２ｚは小さくなることが分かる。

【0052】

このように、一対のエクスパンダレンズ５８、６０によってビーム径を拡大することで感光体表面５０でのビーム径を小さく設定することが可能となるが、その反面、焦点深度が小さくなるため、光走査装置１６が受ける振動や温度変化に起因する焦点誤差（フォーカス誤差）に対するビーム径の変動感度が大きくなる。従って、感光体表面５０でのビーム径を調整するための焦点調整機能（感光体表面５０でのビーム径が予め定められた大きさとなるように調整する機能）が必要となる。そこで、本実施形態の光走査装置１６では、一対のエクスパンダレンズ５８、６０の内の光線進行方向下流側のエクスパンダレンズ６０をステッピングモータ６３によって光軸方向において移動可能とし、エクスパンダレンズ６０に焦点調整機能を備えさせている。

【0053】

図７の吹き出し領域に示すように、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向上流側に移動させた場合、１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ１４は短くなる。図示は省略するが、２列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ２４および３列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ３４も同様に短くなる。また、図示は省略するが、これとは逆に、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向下流側に移動させた場合、１列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ１４、２列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ２４および３列目と４列目の発光点７６から発せられた光線の主光線軸の間の距離ｇ３４は長くなる。即ち、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０の位置を光軸方向において移動させると、各列の主光線軸同士の間隔が変動することとなる。

【0054】

図１０は、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向上流側に移動させた場合の、感光体表面５０における３２個の発光点７６それぞれによる走査開始点７８を説明する説明図である。焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向上流側に移動させた場合、図１０（Ａ）に示すように、各列の発光点７６による走査開始点７８の間の距離（ギャップ）はそれぞれイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４に比べて小さくなる。そして、制御装置４８が当初のイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４に基づいて各列の発光点７６の発光時期を制御すると、図１０（Ｂ）に示すように、３２個の発光点７６による走査開始点７８は副走査方向に一列に並ぶことなく鋸刃状に並ぶこととなる。この状態で画像形成を行うと走査不良に起因する画質劣化が生じる。

【0055】

そこで、図１１（Ａ）に示すように、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向上流側に移動させた場合の変動後ギャップＧ１４’、Ｇ２４’、Ｇ３４’に基づいて各列の発光点７６の発光時期を制御する。そうすると、図１１（Ｂ）に示すように、３２個の発光点７６による走査開始点７８は副走査方向に一列に並ぶようになる。

【0056】

図１２は、エクスパンダレンズ６０の移動量（調整量）に対するイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４の変動量を示している。エクスパンダレンズ６０をそのイニシャル位置（０ｍｍ）から光軸方向上流側へ移動させる場合をプラスとし、光軸方向下流側へ移動させる場合をマイナスとしている。図１２に示すように、イニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４の変動量はエクスパンダレンズ６０の移動量（調整量）に比例する。

【0057】

制御装置４８は、補正手段の一例として図１２に示すような補正マップ８２を内部に格納しており、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０の移動調整があった場合、補正マップ８２に基づいて図６に示すイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４を補正し、補正されたギャップ（変動後ギャップＧ１４’、Ｇ２４’、Ｇ３４’）に基づいて各列の発光点７６の発光時期を制御する。そうすることで、３２個の発光点７６による走査開始点７８が副走査方向に一列に並ぶようになる。なお、例えば制御装置４８において補正マップ８２に代わる計算式を用いてイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４を補正するようにしてもよい。

【0058】

また、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向上流側に移動させた場合、図５（Ｂ）と図１０（Ｂ）とを対比すると分かるように、感光体表面５０の側端８０から４列目の発光点（特定の発光点）７６による走査開始点７８の距離（サイドレジ）Ｓ１は、当初のサイドレジＳ０に比べて大きくなる。図示は省略するが、これとは逆に焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向下流側に移動させた場合のサイドレジは、当初のサイドレジＳ０に比べて小さくなる。即ち、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０を光軸方向において移動させると、各列のイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４のみならず、サイドレジも変動することとなる。

【0059】

図１３は、エクスパンダレンズ６０の移動量（調整量）に対するサイドレジの変動量を示している。図に示すように、サイドレジの変動量はエクスパンダレンズ６０の移動量（調整量）に比例する。

【0060】

制御装置４８は、補正手段の一例として図１３に示すような補正マップ８４を内部に格納しており、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０の移動調整があった場合、補正マップ８４に基づいて図６に示す各列の基準となる４列目の発光点（特定の発光点）７６による走査開始点７８の位置を補正し、補正された走査開始点７８の位置に基づいて４列目の発光点７６の発光時期を制御する。そうすることで、焦点調整のためにエクスパンダレンズ６０が光軸方向において移動された場合でも、サイドレジが変動することがない。なお、例えば制御装置４８において補正マップ８４に代わる計算式を用いて基準となる４列目の発光点（特定の発光点）７６による走査開始点７８の位置を補正するようにしてもよい。

【0061】

このように、エクスパンダレンズ６０の移動量（調整量）に対するイニシャルギャップＧ１４、Ｇ２４、Ｇ３４の変動量およびサイドレジの変動量を補正することで、走査不良に起因する画質劣化が抑制されることとなる。

【0062】

なお、上記においては、エクスパンダレンズ６０を移動させて感光体表面５０上のビーム径を調整したが、エクスパンダレンズ５８を光軸方向に動かしてビーム径を調整してもよい。

【0063】

また、感光体表面５０上のビーム径を調整はエクスパンダレンズ５８，６０によって行われるが、この調整は感光体表面５０上のビーム径を適宜な手法により検知した上で行われる。即ち、感光体表面５０上のビーム径を検知し、検知結果に基づいて制御装置４８でエクスパンダレンズ５８，６０の移動量が決定される。なお、感光体表面５０上のビーム径を検知する手法としては、例えば一定幅（被検出対象のビーム径よりも小さい幅）の入射スリットを有する光検出器に一定速度でビームを走査し、光検出器が光を検出している時間（ビームが入射スリットを通過する通過時間）を計測する手法が挙げられる。

【符号の説明】

【0064】

１ 画像形成装置
１０ 画像形成ユニット
１２ 感光体ドラム（像保持体の一例）
１４ 帯電装置
１６ 光走査装置
１８ 現像装置
２０ 一次転写装置（転写装置の一例）
４０ 光源
４２ 偏向前光学系
４４ 偏向器
４６ 走査光学系
４８ 制御装置
５０ 感光体表面（被走査面の一例）
５２ コリメータレンズ
５４ スリット
５６ ビームスプリッター
５８ エクスパンダレンズ（拡大手段の一例）
６０ エクスパンダレンズ（拡大手段の一例）
６２ シリンダーレンズ
６３ ステッピングモータ（調整手段の一例）
６４ ｆθレンズ
６６ ｆθレンズ
６８ シリンダーミラー
７０ 折り返しミラー
７２ シリンダーミラー
７４ ウインドウガラス
７６ 発光点
７８ 走査開始点
８０ 側端
８２ 補正マップ（補正手段の一例）
８４ 補正マップ（補正手段の一例）
１００ 転写ベルト（被転写体の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】